彈性飛行器飛行動力學(xué)分析與魯棒控制研究.pdf

1、本文對大彈性效應(yīng)飛行器的動力學(xué)和控制問題進(jìn)行了研究。未來高速、大型飛行器由于動壓增大和結(jié)構(gòu)剛度降低,將產(chǎn)生顯著的彈性效應(yīng),飛行器的首階氣動彈性頻率降低,甚至于接近短周期模態(tài),導(dǎo)致機(jī)體運動與結(jié)構(gòu)運動的動態(tài)耦合。在彈性自由度和非定常氣動效應(yīng)影響下,飛行器將呈現(xiàn)出高階的飛行動力學(xué)特性,對飛行器的飛行品質(zhì)評估、穩(wěn)定性分析及控制律設(shè)計等研究提出了新的挑戰(zhàn)。本文首先討論了高階彈性飛行器的降階問題,在靜氣動彈性假設(shè)的基礎(chǔ)上分析了結(jié)構(gòu)變形對飛機(jī)飛行品質(zhì)

2、的影響。其次,針對彈性飛行器動態(tài)品質(zhì)下降、抗干擾性和魯棒性差的問題,研究了綜合考慮多方面性能、針對MIMO系統(tǒng)的控制律設(shè)計方法。將模型跟蹤控制方法與H∞控制或μ控制方法結(jié)合進(jìn)行控制律設(shè)計,設(shè)計方法能同時滿足飛行品質(zhì)及氣動彈性的要求。在此基礎(chǔ)上,考慮閉環(huán)抗干擾性和魯棒性等要求,通過輸入、輸出權(quán)函數(shù)的設(shè)置,對多設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行折衷優(yōu)化。研究結(jié)果表明,本文提出的飛行品質(zhì)評估方法和控制律設(shè)計方法對大彈性效應(yīng)飛行器的動力學(xué)和控制問題研究具有一定的參考