本文關(guān)鍵詞：民用飛機陣風(fēng)減緩控制及可視化仿真

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【摘要】：民用飛機在巡航和機動飛行過程中經(jīng)常會遭遇到大氣擾動,由此產(chǎn)生的氣動力和力矩會給飛機增加不希望的附加過載,不僅造成飛機因為承受較大的動態(tài)結(jié)構(gòu)載荷而容易疲勞損壞,而且增加飛機的操縱難度和降低乘客的乘坐舒適度。本文主要針對民用飛機開展陣風(fēng)減緩控制技術(shù)的研究,設(shè)計陣風(fēng)減緩控制方案,完成陣風(fēng)減緩控制律的設(shè)計與仿真,開發(fā)陣風(fēng)減緩控制仿真軟件進行可視化驗證。文章首先分析大氣擾動并對其建立數(shù)學(xué)模型。結(jié)合國外民用飛機的陣風(fēng)減緩控制技術(shù),在分析傳感器布局、操縱舵面和控制方式選取的基礎(chǔ)上設(shè)計了陣風(fēng)減緩控制方案。通過使用對稱副翼、擾流板和升降舵來實現(xiàn)陣風(fēng)減緩控制。然后針對大氣紊流和風(fēng)切變這兩種類型的大氣擾動,結(jié)合飛機縱向線性運動數(shù)學(xué)模型,分別建立陣風(fēng)—飛機綜合線性系統(tǒng)模型,以法向過載為性能指標(biāo),分別采用LQG/LTR方法和LQR方法設(shè)計最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器使性能指標(biāo)達到最小,并進行MATLAB/Simulink仿真,仿真結(jié)果表明所設(shè)計的控制律達到了減小陣風(fēng)載荷的目標(biāo)。接著結(jié)合大氣紊流數(shù)學(xué)模型與飛機縱向非線性運動數(shù)學(xué)模型,建立陣風(fēng)—飛機綜合非線性系統(tǒng)模型,基于反步法設(shè)計自適應(yīng)補償控制律來減緩紊流擾動,并實現(xiàn)MATLAB/Simulink仿真,仿真結(jié)果顯示該控制律可以實現(xiàn)陣風(fēng)減緩功能。最后通過使用Lab VIEW與MATLAB/Simulink的聯(lián)合編程設(shè)計陣風(fēng)減緩控制仿真軟件。該軟件可以幫助用戶在仿真過程中進行飛行控制和狀態(tài)觀察,驗證所設(shè)計陣風(fēng)減緩控制律的效果,實現(xiàn)系統(tǒng)的可視化仿真。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249.1

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本文編號：1252429