基于微分流形理論構(gòu)建了一種結(jié)冰條件下飛機(jī)魯棒動(dòng)力學(xué)邊界保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。首先基于微分流形理論計(jì)算了飛機(jī)未結(jié)冰時(shí)的動(dòng)力學(xué)邊界,并用Monte Carlo法驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性和高效性;其次,以結(jié)冰因子影響模型為基礎(chǔ),研究了不同結(jié)冰程度下飛機(jī)動(dòng)力學(xué)邊界的變化規(guī)律;進(jìn)而提出了飛機(jī)魯棒動(dòng)力學(xué)邊界,并設(shè)計(jì)了結(jié)冰條件下飛機(jī)魯棒動(dòng)力學(xué)邊界保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)飛機(jī)遭遇結(jié)冰不利飛行環(huán)境時(shí),相比于傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)邊界,該魯棒動(dòng)力學(xué)邊界不需獲取準(zhǔn)確的冰型信息和結(jié)冰嚴(yán)重程度�？紤]當(dāng)前結(jié)冰檢測(cè)技術(shù)手段,提出的方法具有更加廣泛的工程應(yīng)用意義。在飛機(jī)超出動(dòng)力學(xué)邊界之前,邊界保護(hù)系統(tǒng)作用使飛行狀態(tài)保持在安全閾值范圍內(nèi),從而保證飛機(jī)安全可控。 

【文章來源】：空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,21(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

確定穩(wěn)定邊界上的UEPs

UEP1和UEP2在受到擾動(dòng)后收斂至平衡點(diǎn)SEP，而UEP3受擾動(dòng)后呈發(fā)散趨勢(shì)，因此UEP1和UEP2在穩(wěn)定邊界上，UEP3不在SEP的穩(wěn)定邊界上。由微分流形理論確定系統(tǒng)穩(wěn)定域的方法具體如下：首先要確定SEP邊界上所有的UEP，然后計(jì)算每個(gè)UEP的穩(wěn)定流形，將這些流形組合起來即圍成非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定域。本例中，UEP1和UEP2的穩(wěn)定流形包圍的區(qū)域即為GTM飛機(jī)在所給工作狀態(tài)的三維縱向穩(wěn)定域，如圖5所示。圖5中紅點(diǎn)表示SEP，藍(lán)點(diǎn)表示UEP，紫色曲面表示動(dòng)力學(xué)邊界，紫色曲面圍成的區(qū)域即為穩(wěn)定域。可見飛機(jī)的穩(wěn)定域并不是規(guī)則的幾何形狀，在計(jì)算維度超過二維后難于使用解析方法（如Lyapunov能量函數(shù)法）得到準(zhǔn)確的穩(wěn)定域。

流形理論是一種計(jì)算非線性系統(tǒng)穩(wěn)定域的有效方法，其利用積分的方式獲取邊界上不穩(wěn)定平衡點(diǎn)的穩(wěn)定流形并將其作為穩(wěn)定邊界[20]。計(jì)算二維流形的方法主要包括連續(xù)邊值問題法、測(cè)地圓法、偏微分方程法和擴(kuò)展軌線法[26]。本文采用測(cè)地圓法刻畫系統(tǒng)的流形，具體流程見圖1。1.2 縱向動(dòng)力學(xué)模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]積冰對(duì)飛機(jī)本體縱向非線性動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定域的影響[J]. 袁國(guó)強(qiáng),李穎暉,徐浩軍,鄭無計(jì).  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]關(guān)于飛機(jī)結(jié)冰的多重安全邊界問題[J]. 桂業(yè)偉,周志宏,李穎暉,徐浩軍.  航空學(xué)報(bào). 2017(02)
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[5]基于正規(guī)形法的結(jié)冰飛機(jī)著陸階段非線性穩(wěn)定域[J]. 鄭無計(jì),李穎暉,屈亮,徐浩軍,袁國(guó)強(qiáng).  航空學(xué)報(bào). 2017(02)
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[10]結(jié)冰對(duì)飛機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)特性影響的仿真研究[J]. 袁坤剛,曹義華.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2007(09)

碩士論文
[1]結(jié)冰飛行動(dòng)力學(xué)特性與包線保護(hù)控制律研究[D]. 張智勇.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3113357