機翼顫振控制與不確定性優(yōu)化問題研究.pdf

1、飛機氣動彈性及其優(yōu)化設(shè)計是飛機研制中的重要內(nèi)容之一。已有工作主要基于傳統(tǒng)的確定性方法，而實際工程中，不確定性因素無處不在，且不確定程度參差不一，將直接導(dǎo)致其實際性能和設(shè)計值相差較遠。而氣動彈性優(yōu)化方案更需要具有穩(wěn)健性，并能在設(shè)計階段就將各種系統(tǒng)參數(shù)不確定因素納入設(shè)計范圍。
　　 本文在全面回顧了傳統(tǒng)氣動彈性顫振優(yōu)化分析方法的基礎(chǔ)上，對包含不確定性的機翼氣動彈性優(yōu)化方法進行了系統(tǒng)性的研究和探索。分別研究了包含隨機不確定因素的顫振優(yōu)

2、化設(shè)計和包含區(qū)間不確定因素的顫振優(yōu)化設(shè)計。采用響應(yīng)面法實現(xiàn)了基于隨機不確定性的機翼結(jié)構(gòu)顫振優(yōu)化設(shè)計分析，和基于區(qū)間不確定性的機翼結(jié)構(gòu)不確定性分析。數(shù)值算例證明了方法的可行性和高效性。
　　 本文主要貢獻和創(chuàng)新包括如下幾個方面：
　　 1、根據(jù)模糊控制不依賴于被控對象的精確模型，對參數(shù)變化不敏感，具有很強魯棒性的特點，提出一種模糊邏輯控制器，對包含間隙的二元機翼極限環(huán)振蕩進行控制，并對其響應(yīng)機理進行探討和研究。數(shù)值仿真結(jié)果

3、表明，模糊控制器能夠有效抑制非線性極限環(huán)振動，使系統(tǒng)迅速達到穩(wěn)定，提高系統(tǒng)顫振速度。
　　 2、考慮氣動彈性系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的隨機不確定性，提出一種基于響應(yīng)面法，以機翼結(jié)構(gòu)的顫振性能為設(shè)計目標的可靠性優(yōu)化方法，并用復(fù)合材料層合板翼模型驗證其可行性和正確性。該方法能夠高效率地對包含隨機不確定性的機翼顫振問題進行優(yōu)化。
　　 3、考慮氣動彈性系統(tǒng)參數(shù)隨機不確定性，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代理模型的機翼結(jié)構(gòu)顫振可靠性優(yōu)化設(shè)計方法。該法

4、效率高，節(jié)約計算成本，能夠有效解決復(fù)雜機翼結(jié)構(gòu)不確定性顫振優(yōu)化問題。
　　 4、針對工程問題中不確定因素統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息不完備、待設(shè)計目標不具備函數(shù)表達式問題，提出了基于Kriging代理模型、包含區(qū)間不確定性參數(shù)的機翼結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計方法。該方法給出了穩(wěn)健性優(yōu)化模型，并將其轉(zhuǎn)換為易于實現(xiàn)確定性形式。該方法不需要考慮不確定性參數(shù)的分布型式，也不要求目標函數(shù)或約束函數(shù)連續(xù)性、可導(dǎo)性等，對數(shù)學(xué)模型要求不高；更方便工程設(shè)計人員選擇對目標