柔性翼仿生彈藥是一種具有柔性機(jī)翼結(jié)構(gòu)的微小型固定翼飛行器,其能夠在復(fù)雜環(huán)境中使用,能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行抵近偵察和攻擊,是一種新概念無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)。本文以柔性翼仿生彈藥項(xiàng)目為課題背景,將微小型柔性翼飛行器作為本文的研究對(duì)象。由于柔性翼飛行器具有速度低、尺度小、質(zhì)量慣量小等特點(diǎn),其會(huì)面臨飛行穩(wěn)定性不理想、抗陣風(fēng)能力弱的問(wèn)題。本文基于柔性機(jī)翼的主動(dòng)與被動(dòng)結(jié)構(gòu)變形研究了抗陣風(fēng)擾動(dòng)的控制方法,完成了對(duì)動(dòng)力學(xué)建模與仿真方法的研究,并開(kāi)發(fā)研制了柔性翼仿生飛行器。本文旨在為柔性翼仿生彈藥發(fā)展奠定理論與技術(shù)基礎(chǔ)。本文的主要工作包括:首先,研究了動(dòng)力學(xué)建模方法。針對(duì)柔性翼飛行器的剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)以氣動(dòng)耦合關(guān)系為主的特點(diǎn),在柔性機(jī)翼準(zhǔn)定常氣動(dòng)彈性模型基礎(chǔ)上,建立了柔性翼飛行器的線性化動(dòng)力學(xué)模型。進(jìn)一步根據(jù)柔性翼彈性模態(tài)頻率明顯高于飛行器短周期運(yùn)動(dòng)頻率的特點(diǎn),利用飛行狀態(tài)與機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形慢時(shí)變分量間的準(zhǔn)定常氣動(dòng)耦合關(guān)系,對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行降階,得到了低階線性化動(dòng)力學(xué)模型。此模型描述了柔性翼飛行器剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)的主要特征,降低了陣風(fēng)減緩控制器的設(shè)計(jì)難度,提高了控制器的控制精度。其次,提出了剛?cè)狁詈线\(yùn)動(dòng)的時(shí)域仿真方法,為陣風(fēng)響應(yīng)與... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

燕子尾翼外側(cè)的一根特殊構(gòu)型的主羽可以起到突風(fēng)減緩的作用[125]

為 PFDA-40 模型，其柔性翼彈性軸遠(yuǎn)離前緣、位于 40%的弦長(zhǎng)差異是柔性翼的氣動(dòng)彈性特征，即：PFDA-20 模型，其機(jī)翼結(jié)構(gòu)是負(fù)相關(guān)，即氣動(dòng)載荷變化量引起的機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形有使氣動(dòng)載荷FDA-40 模型，其機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形與氣動(dòng)載荷之間是正相關(guān)，即氣機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形有使氣動(dòng)載荷變化量繼續(xù)增大的趨勢(shì)。除了機(jī)翼模型和 PFDA-40 模型具有完全相同的其它各項(xiàng)參數(shù)。表 3.1 以 P出了 PFDA 模型的各項(xiàng)參數(shù)。以 PFDA-20 模型和 PFDA-40 模型為仿真對(duì)象，對(duì)比分析了兩個(gè)響應(yīng)的差異。根據(jù)仿真結(jié)果，討論了柔性翼的被動(dòng)氣動(dòng)彈性變形了線性化動(dòng)力學(xué)模型的約束條件和動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)化方法的合理模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)具有可對(duì)比性，仿真中的 PFDA-20 模型和 PFDA俯仰角誤差反饋控制器，控制器有相同的反饋增益系數(shù)。但是，在平衡狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)彈性變形不同，所以兩個(gè)模型的初始配平狀

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文行器的速度方向。離散突風(fēng)模型采用(1 )形式，離散突風(fēng)個(gè)突風(fēng)的作用時(shí)間為 1 秒。飛行器彈性體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)-20 模型，其機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形與氣動(dòng)載荷之間是負(fù)相關(guān)；PFDA-40形與氣動(dòng)載荷之間是正相關(guān)，因此如圖 3.7 所示，兩個(gè)模型的機(jī)，PFDA-40 模型的機(jī)翼負(fù)扭轉(zhuǎn)變形會(huì)減小機(jī)翼的攻角。機(jī)翼在 0變形的過(guò)程，這是在仿真的初始時(shí)刻機(jī)翼是設(shè)定在沒(méi)有結(jié)構(gòu)變形，氣動(dòng)載荷和剛?cè)狁詈嫌绊憣?duì)機(jī)翼形成突變的載荷，使機(jī)翼結(jié)構(gòu)到平衡的結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
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