后緣小翼智能旋翼振動主動控制優(yōu)化算法研究.pdf

1、振動問題是直升機(jī)問世以來一直存在并重視的問題，每一次處理振動技術(shù)的革新都伴隨著直升機(jī)工程技術(shù)的更新?lián)Q代。旋翼系統(tǒng)的振動是直升機(jī)振動的主要來源，不少學(xué)者針對降低旋翼系統(tǒng)的振動水平做出了長期的努力，利用智能材料驅(qū)動后緣小翼開展旋翼振動主動控制成為研究熱點，并在實驗研究中體現(xiàn)出了技術(shù)優(yōu)勢和良好效果。在旋翼轉(zhuǎn)動時，小翼按控制律偏移，由此產(chǎn)生了額外氣動力和慣性力與基礎(chǔ)槳葉動載荷疊加達(dá)到降低槳葉及槳轂的振動水平的目的，從而實現(xiàn)對振動水平的控制。

2、r>　　本文的研究目的在于建立快速尋優(yōu)實現(xiàn)最小槳轂振動水平所需的小翼偏轉(zhuǎn)控制操縱計算方法，以提高控制槳轂振動水平的快速響應(yīng)能力。本文首先建立帶有后緣小翼槳葉的旋翼氣彈耦合動力學(xué)模型，采用大變形槳葉模型處理彈性槳葉的非線性，采用力積法計算槳葉振動載荷，使得以小翼運(yùn)動為輸入，能夠得到槳轂的振動輸出。然后基于此模型尋找最小振動水平輸出對應(yīng)的最優(yōu)小翼控制操縱律。本文主要研究對通過頻率影響顯著的小翼(Nb–1)Ω、NbΩ和(Nb＋1)Ω運(yùn)動分量上

3、偏轉(zhuǎn)操縱對旋翼系統(tǒng)的振動影響。小翼運(yùn)動使用多個不同頻率的正、余弦函數(shù)的偏轉(zhuǎn)幅值表征，因此其控制效果可以通過多維點表示。運(yùn)用拉丁超立方抽樣法生成多個樣本點，帶入動力學(xué)模型得出振動輸出。使用徑向基函數(shù)插值方法根據(jù)輸入輸出推算出動力學(xué)模型的代理模型，此代理模型可以在誤差允許范圍內(nèi)代替氣彈耦合動力學(xué)模型，因此能夠節(jié)約大量的計算時間成本。然后運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法尋找代理模型對應(yīng)最小振動的最優(yōu)輸入，即所需的最優(yōu)小翼運(yùn)動控制，以達(dá)到降低控制律計算量或提