顫振主動抵制若干問題研究.pdf

1、近年來,通過控制操縱面的轉動來進行顫振主動抑制,是一種可望應用于實際工程中的控制方法。隨著研究的深入,在各種類型機翼的顫振主動抑制中,控制系統(tǒng)存在的飽和問題、非線性反饋問題和系統(tǒng)參數(shù)波動等問題,給傳統(tǒng)的控制理論帶來了新的挑戰(zhàn),值得深入研究。本文通過數(shù)學建模,理論分析和數(shù)值仿真相結合的方法,研究了典型三自由度二元翼段的輸入飽和控制,帶前后緣控制面的四自由度二元翼段反饋線性化自適應控制和多控制面大展弦比平直機翼的次最優(yōu)控制與魯棒控制問題。論

2、文的主要研究工作如下:
　　 (1)對存在分段線性剛度的二元翼段氣動彈性系統(tǒng),進行規(guī)范化后,解耦出一個二維不穩(wěn)定子系統(tǒng)和一個穩(wěn)定的六維子系統(tǒng)。通過求解逆系統(tǒng)軌跡等方法,分析了不穩(wěn)定子系統(tǒng)存在輸入飽和時的最大吸引域問題,結合原系統(tǒng)吸引域的大小設計了保守性低的輸入飽和控制律,討論了控制性能,并進行數(shù)值仿真驗證。
　　 (2)對有前后緣控制面的二元翼段,首先,推出考慮氣動力模型為建模主要攝動變量的非線性氣動彈性系統(tǒng)方程,采用反

3、饋線性化的方法求得輸入反饋。其次,考慮控制系統(tǒng)存在氣動壓力參數(shù)攝動的情況,推出了基于Lyapunov穩(wěn)定意義下的自適應反饋控制律。最后,通過數(shù)值仿真驗證了其顫振抑制效果。
　　 (3)基于結構動力學、Theodorsen非定常氣動力模型、片條理論和模態(tài)截斷方法建立了包含兩個不連續(xù)控制面的大展弦比平直機翼氣動彈性方程。分析了機翼的顫振臨界速度和氣動彈性變形,并設計了顫振次最優(yōu)控制律。仿真結果得知,次最優(yōu)控制律可以有效抑制機翼的顫振