旋翼是直升機(jī)的主要振源,為使直升機(jī)振動(dòng)降至較低水平,旋翼振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)得到日益重視。其中,獨(dú)立槳葉變距控制通過作動(dòng)器單獨(dú)對(duì)每片槳葉加載高階諧波,使得槳轂載荷得到有效抑制,并且已經(jīng)得到大量試驗(yàn)研究證明。本文的研究目的在于在旋翼氣彈模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行獨(dú)立槳葉變距控制仿真,研究振動(dòng)控制規(guī)律;并且加入自適應(yīng)控制算法,研究IBC自適應(yīng)控制對(duì)槳轂載荷的減振效果。本文首先基于Halmiton變分原理和中等變形梁理論建立槳葉的有限元結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型,并結(jié)合Leishaman-Beddoes非定常氣動(dòng)模型和動(dòng)態(tài)入流模型建立旋翼的氣彈模型,從而計(jì)算旋翼的槳轂振動(dòng)載荷。采用3片槳葉模型旋翼,建立獨(dú)立槳葉變距的控制方程,在旋翼前飛狀態(tài)下單獨(dú)加載2階、3階、4階諧波量進(jìn)行IBC的控制仿真,分析各諧波幅值和相位對(duì)減振控制的基本規(guī)律。加入帶有卡爾曼濾波在線辨識(shí)的自適應(yīng)控制算法,采用局部模型,對(duì)獨(dú)立槳葉變距控制進(jìn)行單輸入單輸出閉環(huán)控制仿真,采用不同性能函數(shù)得出的控制律進(jìn)行仿真結(jié)果比較。采用多輸入單輸出方法進(jìn)行IBC自適應(yīng)控制仿真,研究多個(gè)諧波控制量進(jìn)行同時(shí)減振控制的效果。采用多輸入多輸出方法進(jìn)行IBC自適應(yīng)控制仿真,研... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 旋翼氣彈模型分析
        1.2.1 旋翼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)
        1.2.2 旋翼空氣動(dòng)力學(xué)
        1.2.3 氣彈響應(yīng)計(jì)算
    1.3 直升機(jī)高階諧波和獨(dú)立槳葉控制
        1.3.1 高階諧波控制
        1.3.2 獨(dú)立槳葉控制
        1.3.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 直升機(jī)主動(dòng)控制算法的研究發(fā)展
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 旋翼氣彈模型
    2.1 引言
    2.2 旋翼結(jié)構(gòu)模型
        2.2.1 槳葉變形
        2.2.2 旋翼坐標(biāo)系
        2.2.3 槳葉位移場(chǎng)
        2.2.4 槳葉空間有限元離散
        2.2.5 應(yīng)變能變分
        2.2.6 動(dòng)能變分
    2.3 旋翼氣動(dòng)載荷模型
        2.3.1 入流模型
        2.3.2 Leishman-Beddoes非定常氣動(dòng)模型
        2.3.3 L-B模型算例驗(yàn)證
        2.3.4 氣動(dòng)力虛功變分
    2.4 本章小結(jié)
第三章 旋翼振動(dòng)載荷計(jì)算
    3.1 引言
    3.2 槳葉動(dòng)力學(xué)方程求解
        3.2.1 Hamilton原理
        3.2.2 槳葉運(yùn)動(dòng)方程
        3.2.3 Newmark積分求解
        3.2.4 槳葉動(dòng)響應(yīng)算例驗(yàn)證
    3.3 旋翼振動(dòng)載荷計(jì)算
    3.4 模型旋翼的振動(dòng)載荷計(jì)算
        3.4.1 模型槳葉模態(tài)驗(yàn)證
        3.4.2 懸停響應(yīng)計(jì)算
        3.4.3 前飛狀態(tài)響應(yīng)計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 獨(dú)立槳葉變距控制仿真
    4.1 引言
    4.2 獨(dú)立槳葉變距原理及模型假設(shè)
    4.3 獨(dú)立槳葉2階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.3.1 相位φ_2對(duì)振動(dòng)載荷的影響
        4.3.2 幅值θ_2對(duì)振動(dòng)載荷的影響
        4.3.3 2階諧波幅值、相位對(duì)振動(dòng)載荷的總體影響
    4.4 獨(dú)立槳葉3階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.4.1 相位φ_3對(duì)振動(dòng)載荷的影響
        4.4.2 幅值θ_2對(duì)振動(dòng)載荷的影響
        4.4.3 3階諧波幅值、相位對(duì)振動(dòng)載荷的總體影響
    4.5 獨(dú)立槳葉4階諧波控制3/rev槳轂載荷
        4.5.1 相位φ_4對(duì)振動(dòng)載荷的影響
        4.5.2 幅值θ_4對(duì)振動(dòng)載荷的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 獨(dú)立槳葉變距自適應(yīng)控制仿真
    5.1 引言
    5.2 頻域自適應(yīng)控制算法
        5.2.1 獨(dú)立槳葉控制的旋翼數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 系統(tǒng)在線辨識(shí)方法
        5.2.3 自適應(yīng)控制律設(shè)計(jì)
    5.3 IBC單輸入單輸出自適應(yīng)控制
        5.3.1 性能函數(shù)J1的自適應(yīng)控制仿真
        5.3.2 性能函數(shù)J2的自適應(yīng)控制仿真
        5.3.3 控制律中輸入量項(xiàng)加權(quán)矩陣取值的影響
        5.3.4 隨機(jī)自適應(yīng)控制(Jcaution)仿真
    5.4 IBC多輸入單輸出控制仿真
    5.5 IBC多輸入多輸出控制仿真
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 后期研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直升機(jī)隨機(jī)自適應(yīng)高階諧波控制抑振研究[J]. 楊一棟,袁衛(wèi)東.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 1996(02)

碩士論文
[1]新型橫列式直升機(jī)無周期變距旋翼氣彈響應(yīng)及穩(wěn)定性分析[D]. 姜文駿.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]復(fù)合材料旋翼槳葉參數(shù)化建模與減振優(yōu)化方法研究[D]. 曹冬冬.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]旋翼振動(dòng)載荷計(jì)算與分析[D]. 孫韜.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3717753