陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制,一般通過傳感器采集飛行狀態(tài)量反饋至控制器,然后控制器計(jì)算出控制指令發(fā)送到作動(dòng)器,作動(dòng)器控制副翼偏轉(zhuǎn)來改變飛行器受力情況從而到達(dá)減緩陣風(fēng)載荷的目的,過程中研究者們往往忽略系統(tǒng)中存在的時(shí)滯因素。本文以三自由度二元翼段模型為研究對(duì)象,考慮到時(shí)滯因素的影響,建立了含時(shí)滯反饋的二元翼段陣風(fēng)載荷減緩氣動(dòng)彈性模型,設(shè)計(jì)了陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制器,搭建了二元翼段陣風(fēng)載荷減緩實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并結(jié)合數(shù)值仿真與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制器對(duì)陣風(fēng)載荷減緩效率以及濾波器群時(shí)延對(duì)陣風(fēng)載荷減緩的影響,主要研究內(nèi)容如下。(1)建立了含時(shí)滯反饋的二元翼段陣風(fēng)載荷氣動(dòng)彈性模型。通過拉格朗日方程建立了二元翼段的運(yùn)動(dòng)微分方程,結(jié)合Theodorsen氣動(dòng)理論、Wagner函數(shù)以及Küsser函數(shù)推導(dǎo)出了基于非定常氣動(dòng)力機(jī)翼的狀態(tài)方程,考慮到時(shí)滯因素的影響,將系統(tǒng)中存在的時(shí)滯量引入到系統(tǒng)狀態(tài)方程,并通過離散化方法將連續(xù)系統(tǒng)中的狀態(tài)方程離散化。(2)針對(duì)含時(shí)滯的陣風(fēng)載荷減緩系統(tǒng)設(shè)計(jì)主動(dòng)控制器。首先通過離散狀態(tài)變化法將時(shí)滯系統(tǒng)等效的轉(zhuǎn)化為無時(shí)滯系統(tǒng);然后基于最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)了兩種時(shí)滯LQ控制器,基于魯棒控制理論設(shè)計(jì)H_...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制技術(shù)研究
        1.2.1 陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制技術(shù)概述
        1.2.2 陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制研究現(xiàn)狀
    1.3 陣風(fēng)載荷減緩中的時(shí)滯問題研究
        1.3.1 時(shí)滯系統(tǒng)概述
        1.3.2 陣風(fēng)載荷減緩中的時(shí)滯問題研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容
第二章 含時(shí)滯反饋的陣風(fēng)載荷減緩氣動(dòng)彈性模型建立
    2.1 引言
    2.2 三自由度二元翼段氣動(dòng)彈性模型的建立
        2.2.1 二元翼段氣動(dòng)彈性模型的設(shè)計(jì)
        2.2.2 二元翼段氣動(dòng)彈性模型的運(yùn)動(dòng)微分方程
    2.3 作用于三自由度二元翼段上的非定常氣動(dòng)力
        2.3.1 二元機(jī)翼任意運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)力
        2.3.2 陣風(fēng)對(duì)二元機(jī)翼所受氣動(dòng)力的影響
    2.4 含時(shí)滯反饋的二元翼段狀態(tài)方程
        2.4.1 基于非定常氣動(dòng)力的機(jī)翼狀態(tài)方程
        2.4.2 引入時(shí)滯后機(jī)翼狀態(tài)方程
        2.4.3 時(shí)滯系統(tǒng)的離散化
    2.5 本章小結(jié)
第三章 陣風(fēng)減緩時(shí)滯控制器與濾波器設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 時(shí)滯LQ控制器設(shè)計(jì)
        3.2.1 基于狀態(tài)變化的系統(tǒng)無時(shí)滯化
        3.2.2 含時(shí)滯反饋的LQ控制器設(shè)計(jì)
        3.2.3 基于離散狀態(tài)變化的時(shí)滯LQ控制器
        3.2.4 基于輸出反饋的LQ控制器
    3.3 魯棒控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 H_∞控制器與μ控制器設(shè)計(jì)
        3.3.2 控制器的求解與降階
    3.4 數(shù)字濾波器濾波器設(shè)計(jì)
        3.4.1 低通數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
        3.4.2 數(shù)字濾波器產(chǎn)生群時(shí)延
    3.5 本章小結(jié)
第四章 二元翼段陣風(fēng)載荷減緩實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 二元翼段模型的參數(shù)測(cè)量
    4.3 超聲電機(jī)運(yùn)動(dòng)建模
        4.3.1 超聲電機(jī)概述
        4.3.2 超聲電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)量
        4.3.3 超聲電機(jī)PID控制
    4.4 嵌入式控制單元設(shè)計(jì)
    4.5 傳感器選型與設(shè)計(jì)
        4.5.1 光電式編碼器
        4.5.2 激光位移測(cè)距器
    4.6 上位機(jī)軟件開發(fā)
        4.6.1 串行通訊接口設(shè)計(jì)
        4.6.2 基于PyQt5 的圖形用戶界面開發(fā)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)數(shù)值仿真與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)數(shù)值仿真
        5.2.1 二元翼段顫振速度計(jì)算
        5.2.2 銳邊陣風(fēng)載荷減緩數(shù)值仿真
        5.2.3 諧和陣風(fēng)載荷減緩數(shù)值仿真
    5.3 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量及標(biāo)定
        5.3.3 陣風(fēng)載荷減緩主動(dòng)控制風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文的主要內(nèi)容概括
    6.2 進(jìn)一步研究工作展望
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



本文編號(hào)：3833723