旋翼是直升機(jī)的主要振源,為使直升機(jī)振動降至較低水平,旋翼振動主動控制技術(shù)得到日益重視。其中,獨立槳葉變距控制通過作動器單獨對每片槳葉加載高階諧波,使得槳轂載荷得到有效抑制,并且已經(jīng)得到大量試驗研究證明。本文的研究目的在于在旋翼氣彈模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行獨立槳葉變距控制仿真,研究振動控制規(guī)律;并且加入自適應(yīng)控制算法,研究IBC自適應(yīng)控制對槳轂載荷的減振效果。本文首先基于Halmiton變分原理和中等變形梁理論建立槳葉的有限元結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型,并結(jié)合Leishaman-Beddoes非定常氣動模型和動態(tài)入流模型建立旋翼的氣彈模型,從而計算旋翼的槳轂振動載荷。采用3片槳葉模型旋翼,建立獨立槳葉變距的控制方程,在旋翼前飛狀態(tài)下單獨加載2階、3階、4階諧波量進(jìn)行IBC的控制仿真,分析各諧波幅值和相位對減振控制的基本規(guī)律。加入帶有卡爾曼濾波在線辨識的自適應(yīng)控制算法,采用局部模型,對獨立槳葉變距控制進(jìn)行單輸入單輸出閉環(huán)控制仿真,采用不同性能函數(shù)得出的控制律進(jìn)行仿真結(jié)果比較。采用多輸入單輸出方法進(jìn)行IBC自適應(yīng)控制仿真,研究多個諧波控制量進(jìn)行同時減振控制的效果。采用多輸入多輸出方法進(jìn)行IBC自適應(yīng)控制仿真,研... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 旋翼氣彈模型分析
        1.2.1 旋翼結(jié)構(gòu)動力學(xué)
        1.2.2 旋翼空氣動力學(xué)
        1.2.3 氣彈響應(yīng)計算
    1.3 直升機(jī)高階諧波和獨立槳葉控制
        1.3.1 高階諧波控制
        1.3.2 獨立槳葉控制
        1.3.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 直升機(jī)主動控制算法的研究發(fā)展
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 旋翼氣彈模型
    2.1 引言
    2.2 旋翼結(jié)構(gòu)模型
        2.2.1 槳葉變形
        2.2.2 旋翼坐標(biāo)系
        2.2.3 槳葉位移場
        2.2.4 槳葉空間有限元離散
        2.2.5 應(yīng)變能變分
        2.2.6 動能變分
    2.3 旋翼氣動載荷模型
        2.3.1 入流模型
        2.3.2 Leishman-Beddoes非定常氣動模型
        2.3.3 L-B模型算例驗證
        2.3.4 氣動力虛功變分
    2.4 本章小結(jié)
第三章 旋翼振動載荷計算
    3.1 引言
    3.2 槳葉動力學(xué)方程求解
        3.2.1 Hamilton原理
        3.2.2 槳葉運動方程
        3.2.3 Newmark積分求解
        3.2.4 槳葉動響應(yīng)算例驗證
    3.3 旋翼振動載荷計算
    3.4 模型旋翼的振動載荷計算
        3.4.1 模型槳葉模態(tài)驗證
        3.4.2 懸停響應(yīng)計算
        3.4.3 前飛狀態(tài)響應(yīng)計算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 獨立槳葉變距控制仿真
    4.1 引言
    4.2 獨立槳葉變距原理及模型假設(shè)
    4.3 獨立槳葉2階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.3.1 相位φ_2對振動載荷的影響
        4.3.2 幅值θ_2對振動載荷的影響
        4.3.3 2階諧波幅值、相位對振動載荷的總體影響
    4.4 獨立槳葉3階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.4.1 相位φ_3對振動載荷的影響
        4.4.2 幅值θ_2對振動載荷的影響
        4.4.3 3階諧波幅值、相位對振動載荷的總體影響
    4.5 獨立槳葉4階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.5.1 相位φ_4對振動載荷的影響
        4.5.2 幅值θ_4對振動載荷的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 獨立槳葉變距自適應(yīng)控制仿真
    5.1 引言
    5.2 頻域自適應(yīng)控制算法
        5.2.1 獨立槳葉控制的旋翼數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 系統(tǒng)在線辨識方法
        5.2.3 自適應(yīng)控制律設(shè)計
    5.3 IBC單輸入單輸出自適應(yīng)控制
        5.3.1 性能函數(shù)J1的自適應(yīng)控制仿真
        5.3.2 性能函數(shù)J2的自適應(yīng)控制仿真
        5.3.3 控制律中輸入量項加權(quán)矩陣取值的影響
        5.3.4 隨機(jī)自適應(yīng)控制(Jcaution)仿真
    5.4 IBC多輸入單輸出控制仿真
    5.5 IBC多輸入多輸出控制仿真
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 后期研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直升機(jī)隨機(jī)自適應(yīng)高階諧波控制抑振研究[J]. 楊一棟,袁衛(wèi)東.  振動工程學(xué)報. 1996(02)

碩士論文
[1]新型橫列式直升機(jī)無周期變距旋翼氣彈響應(yīng)及穩(wěn)定性分析[D]. 姜文駿.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]復(fù)合材料旋翼槳葉參數(shù)化建模與減振優(yōu)化方法研究[D]. 曹冬冬.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]旋翼振動載荷計算與分析[D]. 孫韜.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號：3717753