發(fā)布時(shí)間：2017-09-12 22:46

  本文關(guān)鍵詞：螺旋槳—發(fā)動(dòng)機(jī)—飛機(jī)一體化起飛模型與控制規(guī)律的研究

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【摘要】：螺旋槳滑流增升以及反槳的作用使得渦槳飛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)短距離起降,目前已有多種型號(hào)的渦槳飛機(jī)實(shí)現(xiàn)在航母上起降。由于航母上跑道長(zhǎng)度受限,因此研究渦槳飛機(jī)短距離起飛控制規(guī)律有著重要的意義,控制規(guī)律的研究離不開(kāi)渦槳飛機(jī)螺旋槳-發(fā)動(dòng)機(jī)-飛機(jī)一體化起飛模型的支持,本文主要針對(duì)渦槳飛機(jī)起飛過(guò)程一體化建模和控制技術(shù)展開(kāi)初步的研究。首先,分別采用片條理論和升力面理論建立螺旋槳模型,優(yōu)化了片條理論模型中干涉角的迭代算法,提出了地面試車(chē)條件下螺旋槳性能的計(jì)算方法;其次,分別采用CFD軟件和升力線理論建立機(jī)翼模型,并提出新的解耦參數(shù)將升力線機(jī)翼模型簡(jiǎn)化為一個(gè)擬合模型,經(jīng)驗(yàn)證該擬合模型具有精度高、計(jì)算速度快的特點(diǎn),通過(guò)VC6.0和MATLAB混合編程的方式實(shí)現(xiàn)擬合模型的實(shí)時(shí)計(jì)算;然后,采用機(jī)翼擬合模型與基于片條理論的螺旋槳模型相結(jié)合的方法建立螺旋槳-機(jī)翼耦合模型;最后,在耦合模型、發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型的基礎(chǔ)上建立三自由度的一體化起飛模型并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算。通過(guò)一體化模型的仿真研究了螺旋槳-機(jī)翼耦合效應(yīng)對(duì)渦槳飛機(jī)起飛性能的影響。以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)短距離起飛為目的,本文提出了三種飛機(jī)起飛過(guò)程的初步控制方案,一是最大拉力起飛控制方案,二是恒定功率起飛控制方案,三是恒定槳距角起飛控制方案,三種方案的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)最大拉力控制方案的起飛滑跑距離最短。在控制方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,解決了兩個(gè)控制閉環(huán)之間由于強(qiáng)耦合作用影響控制效果的問(wèn)題,改進(jìn)后的控制器可以在改變螺旋槳功率的同時(shí)保證螺旋槳轉(zhuǎn)速恒定,并滿足控制精度的要求。
【關(guān)鍵詞】：渦槳飛機(jī) 一體化建模 實(shí)時(shí)模型 解耦參數(shù) 仿真 控制 螺旋槳 發(fā)動(dòng)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 渦槳飛機(jī)一體化建模和控制的意義、應(yīng)用和背景16-17
• 1.2 渦槳飛機(jī)一體化建模和控制的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)17-22
• 1.2.1 螺旋槳建模研究現(xiàn)狀17
• 1.2.2 機(jī)翼建模研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 螺旋槳-機(jī)翼耦合建模研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.4 渦槳飛機(jī)一體化起飛建模研究現(xiàn)狀21-22
• 1.2.5 渦槳飛機(jī)一體化控制的研究現(xiàn)狀22
• 1.2.6 發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)22
• 1.3 本文的主要研究工作22-23
• 1.4 本文的內(nèi)容安排23-24
• 第二章 航空螺旋槳建模技術(shù)研究24-45
• 2.1 螺旋槳模型及研究方法概述24-26
• 2.1.1 螺旋槳模型概述24
• 2.1.2 螺旋槳研究方法概述24-25
• 2.1.3 螺旋槳的空氣動(dòng)力特性及相似準(zhǔn)則25-26
• 2.2 螺旋槳性能計(jì)算26-33
• 2.2.1 螺旋槳片條理論建模26-28
• 2.2.2 螺旋槳升力面理論建模28-33
• 2.3 兩種模型計(jì)算精度驗(yàn)證33-36
• 2.3.1 兩種模型計(jì)算精度驗(yàn)證33
• 2.3.2 螺旋槳升阻系數(shù)曲線的完善33-35
• 2.3.3 升阻系數(shù)曲線完善后片條理論模型精度的驗(yàn)證35-36
• 2.4 片條理論螺旋槳模型的優(yōu)化—螺旋槳地面試車(chē)情況下的計(jì)算36-38
• 2.5 片條理論螺旋槳模型中干涉角迭代算法的優(yōu)化38-43
• 2.5.1 干涉角的迭代算法39-41
• 2.5.2 算法改進(jìn)前后計(jì)算結(jié)果對(duì)比41-43
• 2.6 螺旋槳前方來(lái)流存在攻角時(shí)的計(jì)算模型43-44
• 2.7 本章小結(jié)44-45
• 第三章 機(jī)翼建模技術(shù)研究45-61
• 3.1 機(jī)翼建模方法概述45
• 3.2 機(jī)翼建模—FLUENT軟件流場(chǎng)模擬45-48
• 3.2.1 機(jī)翼幾何模型45-46
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分46-47
• 3.2.3 流場(chǎng)模擬條件的設(shè)定47
• 3.2.4 流場(chǎng)模擬結(jié)果47-48
• 3.3 機(jī)翼建�！�理論48-52
• 3.3.1 基于升力線理論的機(jī)翼模型48-52
• 3.3.2 計(jì)算結(jié)果52
• 3.4 兩種模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究52-54
• 3.5 基于升力線理論的機(jī)翼簡(jiǎn)化模型54-60
• 3.5.1 解耦參數(shù)的定義54-56
• 3.5.2 簡(jiǎn)化模型的實(shí)現(xiàn)56-59
• 3.5.3 機(jī)翼實(shí)時(shí)計(jì)算模型的實(shí)現(xiàn)59-60
• 3.6 本章小結(jié)60-61
• 第四章 螺旋槳-發(fā)動(dòng)機(jī)-飛機(jī)起飛過(guò)程一體化建模61-77
• 4.1 一體化模型概述61
• 4.2 螺旋槳-機(jī)翼耦合建模61-67
• 4.2.1 螺旋槳-機(jī)翼耦合建模研究方法概述61-62
• 4.2.2 螺旋槳對(duì)機(jī)翼氣動(dòng)性能的影響62-63
• 4.2.3 機(jī)翼對(duì)螺旋槳?dú)鈩?dòng)性能的影響63
• 4.2.4 采用SIM模式進(jìn)行耦合建模63-64
• 4.2.5 采用FIM模式進(jìn)行耦合建模64
• 4.2.6 兩種模式計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究64-67
• 4.3 渦槳飛機(jī)起飛模型運(yùn)動(dòng)方程的建立67-69
• 4.3.1 起飛過(guò)程概述67-68
• 4.3.2 建立飛機(jī)起飛運(yùn)動(dòng)方程68-69
• 4.4 渦槳飛機(jī)螺旋槳-發(fā)動(dòng)機(jī)-飛機(jī)起飛過(guò)程一體化建模69-70
• 4.5 一體化模型仿真結(jié)果分析70-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 第五章 渦槳飛機(jī)起飛過(guò)程控制規(guī)律研究77-90
• 5.1 渦槳飛機(jī)起飛一體化控制技術(shù)概述77
• 5.2 最大拉力控制方案77-86
• 5.2.1 最大拉力控制方案概述77-81
• 5.2.2 常規(guī)控制方案81-82
• 5.2.3 改進(jìn)后的控制方案82-84
• 5.2.4 兩種控制算法控制結(jié)果對(duì)比研究84-86
• 5.3 其它控制方案86
• 5.4 三種控制方案對(duì)比分析86-88
• 5.5 加入控制器的一體化起飛模型到達(dá)安全高度的仿真結(jié)果88-89
• 5.6 本章小結(jié)89-90
• 第六章 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 全文總結(jié)90-91
• 6.2 技術(shù)展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 致謝95-96
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 高亞輝;臧軍;姚華;黃金泉;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)解耦PI控制器設(shè)計(jì)方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

2 吳濤;;歐羅巴之鷹 歐洲A400M大型運(yùn)輸機(jī)全解析[J];現(xiàn)代兵器;2008年10期

3 李華聰;吳志琨;朱玉斌;;渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)分路式多變量PI解耦控制[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2008年05期

4 彭潤(rùn)艷;王和平;林宇;;帶升力風(fēng)扇飛機(jī)的短距起飛建模和仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年04期

5 張子?xùn)|;;A400M戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J];航空科學(xué)技術(shù);2006年02期

6 稅清才,王秦華;一種用于飛機(jī)起飛性能計(jì)算的數(shù)值仿真模型[J];飛行力學(xué);2001年04期

7 鐘伯文，，喬志德;螺旋槳性能計(jì)算的升力線與升力面方法[J];推進(jìn)技術(shù);1994年05期

8 陳澤民 ,潘杰元;一種計(jì)算螺旋槳性能的高效升力線法[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);1991年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李彥雙;飛行/推進(jìn)綜合系統(tǒng)集中控制技術(shù)及其分離方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 趙忠;螺旋槳特性風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

3 劉薇;飛/推綜合控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)[D];南京航空航天大學(xué);2006年

本文編號(hào)：839979