本文關(guān)鍵詞：飛行器主翼變體結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制方法研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,飛行器能夠在變化很大的飛行環(huán)境(馬赫數(shù)、高度等)下和在執(zhí)行多種任務(wù)(如起降、巡航、機動、盤旋、攻擊等)時始終保持良好性能成為了新的挑戰(zhàn)。形狀記憶合金(SMA)作為新型的智能材料,因其有良好的性能驅(qū)動、較高的能量密度和環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點,為超音速條件下變體飛行器研究帶來了可行性。本文對基于SMA絲驅(qū)動器的變體飛行器結(jié)構(gòu)進行了理論分析、驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計以及實驗研究。首先,針對SMA絲力學(xué)性能展開驅(qū)動理論分析。其次,依據(jù)變體飛行器變形概念進行基于SMA的驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計,其中包括飛行器主翼的前緣、副翼、襟翼、小翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計和SMA絲合理布置方案。在CATIA軟件中建立了變體機翼模型,通過ANSYS仿真得出驅(qū)動結(jié)構(gòu)的可行性,最后通過數(shù)控加工方式制作并裝配了實物模型。最后,設(shè)計了基于CRIO-9068控制器的嵌入式測控系統(tǒng),通過CRIO-9068控制器實時采集角度和溫度,實現(xiàn)對基于SMA的變體機翼驅(qū)動結(jié)構(gòu)實時控制,并通過以太網(wǎng)將實驗相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。軟件部分采用LABVIEW圖形化編程語言設(shè)計了人機交互界面和LINUX操作系統(tǒng)下的實時控制下位機程序。
【關(guān)鍵詞】：變體飛行器 形狀記憶合金(SMA) 嵌入式操作系統(tǒng) CATIA LABVIEW
【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】：2016
【分類號】：V224
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 變體飛行器的研究背景和意義15
• 1.2 變體飛行器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 變體飛行器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 SMA驅(qū)動變體機翼結(jié)構(gòu)17-20
• 1.2.3 變體飛行器控制系統(tǒng)研究20
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容20-21
• 1.4 本章總結(jié)21-22
• 第二章 基于SMA的飛行器主翼翼面變體結(jié)構(gòu)設(shè)計22-45
• 2.1 SMA性能分析和本構(gòu)模型22-25
• 2.1.1 SMA性能22
• 2.1.2 SMA本構(gòu)模式22-23
• 2.1.3 SMA觸發(fā)方式和驅(qū)動方式23-25
• 2.2 變體機翼氣動載荷分析25-27
• 2.2.1 機翼弦平面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計25
• 2.2.2 機翼結(jié)構(gòu)氣動載荷分析25-27
• 2.2.3 各部分力矩分析27
• 2.3 前緣襟翼和后緣襟翼結(jié)構(gòu)設(shè)計27-33
• 2.3.1 前緣襟翼和后緣襟翼結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 2.3.2 前緣襟翼和后緣襟翼力學(xué)分析28-30
• 2.3.3 SMA絲長度計算30-31
• 2.3.4 前緣襟翼和后緣襟翼蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計31
• 2.3.5 橫梁可靠性分析31-33
• 2.4 開裂副翼結(jié)構(gòu)設(shè)計33-36
• 2.4.1 開裂副翼結(jié)構(gòu)設(shè)計33
• 2.4.2 后緣副翼力學(xué)分析33-35
• 2.4.3 副翼蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計35-36
• 2.5 翼尖小翼結(jié)構(gòu)設(shè)計36-39
• 2.5.1 小翼結(jié)構(gòu)設(shè)計36
• 2.5.2 小翼力學(xué)分析36-38
• 2.5.3 小翼蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計38-39
• 2.6 支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計39-41
• 2.7 模型的制作和組裝41-43
• 2.7.1 SMA的固定和冷卻裝置41-42
• 2.7.2 傳感器固定42
• 2.7.3 變體機翼整體模型42-43
• 2.8 本章總結(jié)43-45
• 第三章 飛行器主翼變體測控系統(tǒng)設(shè)計45-63
• 3.1 測控系統(tǒng)原理45
• 3.2 測控系統(tǒng)硬件設(shè)計45-49
• 3.2.1 嵌入式控制系統(tǒng)45-47
• 3.2.2 傳感器模塊47
• 3.2.3 執(zhí)行機構(gòu)模塊47-49
• 3.3 變體機翼控制方法研究49-52
• 3.3.1 離散化PID控制算法50-51
• 3.3.2 分段式PID控制51-52
• 3.4 測控系統(tǒng)軟件設(shè)計52-61
• 3.4.1 上位機程序設(shè)計54-57
• 3.4.2 上下位機通信程序設(shè)計57
• 3.4.3 下位機程序設(shè)計57-61
• 3.5 本章總結(jié)61-63
• 第四章 飛行器主翼變體控制實驗63-72
• 4.1 實驗準(zhǔn)備工作63-64
• 4.2 變體機翼控制實驗64-70
• 4.2.1 空載極限變形實驗64-68
• 4.2.2 橫航向變體控制實驗68
• 4.2.3 縱航向變體控制實驗68-70
• 4.3 結(jié)果分析70-71
• 4.3.1 空載變形結(jié)果分析70
• 4.3.2 風(fēng)洞實驗結(jié)果分析70-71
• 4.4 本章總結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 變體機翼設(shè)計總結(jié)72
• 5.2 研究工作展望72-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 附錄79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 朱華;劉衛(wèi)東;趙淳生;;變體飛行器及其變形驅(qū)動技術(shù)[J];機械制造與自動化;2010年02期

2 劉芹;任建亭;姜節(jié)勝;郭運強;;SMA本構(gòu)模型及其應(yīng)用的研究進展[J];力學(xué)進展;2007年02期

3 李瑞先;譚德榮;曹雁鋒;;基于組態(tài)王測控系統(tǒng)軟件的設(shè)計及實現(xiàn)[J];測控技術(shù);2006年06期

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本文編號：598810