【摘要】：電控旋翼,又稱無自動(dòng)傾斜器旋翼。其采用嵌入式伺服襟翼進(jìn)行旋翼操縱,不僅能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自動(dòng)傾斜器實(shí)現(xiàn)1W諧波的旋翼主操縱,同時(shí)也可以方便的施加kW的高階諧波襟翼控制,用以降低旋翼槳渦干擾(Blade Vortex Interaction,BVI)噪聲。本文即以電控旋翼為對(duì)象,開展電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制技術(shù)研究。本文研究工作包括以下部分:1.建立了基于主動(dòng)控制的電控旋翼BVI噪聲數(shù)學(xué)模型�？紤]襟翼控制對(duì)入流分布的影響建立了電控旋翼自由尾跡模型,包括電控旋翼近尾跡模型、遠(yuǎn)尾跡模型以及風(fēng)洞配平模型;翼型氣動(dòng)力計(jì)算則基于CFD數(shù)值吹風(fēng)查表法的帶襟翼翼型氣動(dòng)力模型;基于FW-H方程時(shí)域解中的載荷噪聲項(xiàng)建立了載荷噪聲計(jì)算模型。之后通過算例計(jì)算,驗(yàn)證了所建立數(shù)學(xué)模型的正確性。2.開展了電控旋翼BVI噪聲開環(huán)主動(dòng)控制仿真與分析。基于所建立的電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型,以樣例電控旋翼為對(duì)象,開展了諧波控制開環(huán)仿真研究:對(duì)各片槳葉的襟翼控制輸入同時(shí)進(jìn)行頻率、幅值和相位開環(huán)掃掠,獲取了最優(yōu)的襟翼控制輸入,總結(jié)了襟翼諧波主動(dòng)控制對(duì)于電控旋翼BVI噪聲的影響規(guī)律并初步揭示了其機(jī)理:合適的襟翼高階諧波主動(dòng)控制可以降低BVI位置附近的槳葉氣動(dòng)載荷,從而降低電控旋翼BVI噪聲。此外,基于電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制分析模型,獲取了襟翼控制輸入至BVI噪聲控制點(diǎn)處噪聲響應(yīng)之間的傳遞函數(shù)關(guān)系,為后續(xù)閉環(huán)控制仿真打下了基礎(chǔ)。3.提出了可行的電控旋翼BVI噪聲閉環(huán)控制算法并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證�？紤]BVI噪聲的控制特點(diǎn),借鑒時(shí)域自適應(yīng)濾波最小均方算法,提出了適用于電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制的塊處理最小均方算法�；诖饲矮@得的傳遞函數(shù),對(duì)控制算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明本文所提出的自適應(yīng)控制算法可以有效降低電控旋翼BVI噪聲。進(jìn)一步,針對(duì)控制通道的辨識(shí)問題提出了基于控制通道在線辨識(shí)的塊處理最小均方改進(jìn)算法,仿真結(jié)果表明:改進(jìn)的控制算法降噪效果提升,且控制收斂速度更快。4.完成了電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制試驗(yàn)驗(yàn)證。首先基于所提出的BVI噪聲閉環(huán)主動(dòng)控制算法和已有的電控旋翼綜合試驗(yàn)臺(tái),開發(fā)了能夠滿足BVI噪聲測量和控制所需要的軟硬件系統(tǒng);之后利用風(fēng)洞和電控旋翼綜合試驗(yàn)臺(tái)模擬出斜下降飛行狀態(tài),進(jìn)行了電控旋翼BVI噪聲主動(dòng)控制試驗(yàn),包括開環(huán)主動(dòng)控制試驗(yàn),以及基于黃金分割法和塊處理最小均方算法的BVI噪聲閉環(huán)主動(dòng)控制試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:黃金分割算法最多可以降低BVI噪聲5.7d B,而B-LMS算法最多可以降低BVI噪聲6.4d B。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出閉環(huán)控制算法的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V211.52
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文目的一部分，由美國波音公司、NASA、美國陸軍、美馬里蘭大學(xué)合作完成。試驗(yàn)主要考驗(yàn) ACF 在直升機(jī)果。SMART 旋翼由一個(gè)全尺寸的 5 槳葉無軸承 MD了由壓電作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的后緣襟翼（見圖 1.8）。部分試 4/rev，幅值為 1.5°，相位 30°的襟翼控制對(duì)于降低 BVI 噪聲 7dB，但是這種襟翼控制會(huì)引起槳轂振動(dòng)載荷 BVI 噪聲認(rèn)證飛行狀態(tài)），頻率為 3/rev，幅值為 1聲最有利，最多可以降低前行邊 BVI 噪聲 5dB。不難果的襟翼控制輸入不同。另外值得注意的是，被普遍制在該測試中表現(xiàn)不佳，研究者認(rèn)為可能是由于 SM

無自動(dòng)傾斜器槳轂原理圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號(hào)：2713776