在飛行器結構動力學設計中,設計者通常選擇增加結構剛度來避免氣動彈性問題,但會導致結構重量增加,影響了飛行器的總體性能。主動氣動彈性機翼（AAW）技術的出現(xiàn)為飛行器的設計帶來了新的設計理念。它通過現(xiàn)代控制技術驅動控制面偏轉,主動改變機翼表面的氣動載荷分布,從而改變系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主動氣動彈性機翼技術能夠使飛行器在減小機翼結構重量、減小氣動阻尼、擴大飛行包線等方面獲得收益,將成為未來航空技術中的一項關鍵技術。主動氣動彈性機翼技術是一項由多學科、多領域交叉與融合而形成的綜合技術,涉及到空氣動力學、結構力學、振動力學、非線性動力學、系統(tǒng)辨識、最優(yōu)化、現(xiàn)代控制理論、人工智能等相關學科。顯然氣動力建模和預測與控制技術是其中尤為重要的兩項技術。氣動力的準確與否直接關系到系統(tǒng)模型的精確性,關于氣動力的建模與預測在過去幾十年得到了長足的發(fā)展,取得了豐碩的研究成果;控制系統(tǒng)不僅要處理高度非線性的甚至欠驅動的機翼氣動彈性模型,還應具有應對建模不確定性、存在外界未知干擾、狀態(tài)不可測（傳感器失效）的情況下保持系統(tǒng)穩(wěn)定的能力。雖然控制技術在主動氣動彈性領域有了很多進展,并且氣動彈性主動控制律的設計也成為了當前研究熱... 

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 氣動彈性響應與主動控制方法研究現(xiàn)狀與總結
        1.2.1 氣動彈性響應研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣動彈性主動控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 滑模控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 現(xiàn)狀簡要分析及總結
    1.3 本課題的研究思路與研究內容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究內容
第二章 考慮不確定性干擾的低維非線性系統(tǒng)響應與自適應模糊滑�？刂破髟O計方法
    2.1 引言
    2.2 隨機Duffing系統(tǒng)的數(shù)學模型
        2.2.1 Lévy噪聲的數(shù)學描述
        2.2.2 Lévy噪聲干擾下的Duffing系統(tǒng)
    2.3 Lévy噪聲誘導的混沌和分叉行為
        2.3.1 Lévy參數(shù)敏感性研究
        2.3.2 Lévy噪聲誘導的混沌行為
        2.3.3 不同A條件下的分叉行為
    2.4 自適應模糊滑�？刂破髟O計和分析
        2.4.1 It(?)-Lévy分解
        2.4.2 滑模面的設計
        2.4.3 模糊系統(tǒng)的設計
        2.4.4 自適應滑�？刂坡稍O計
    2.5 仿真驗證
    2.6 本章小結
第三章 高維非線性準定常機翼顫振的滑模控制器設計方法
    3.1 引言
    3.2 典型翼面的氣彈模型
    3.3 滑�？刂撇呗�
        3.3.1 控制律設計
        3.3.2 可達性分析
        3.3.3 穩(wěn)定性分析與輔助狀態(tài)反饋矩陣設計
    3.4 數(shù)值仿真和比較研究
    3.5 本章小結
第四章 確定性干擾下的高維準定常機翼顫振的滑模觀測器-控制器設計方法
    4.1 引言
    4.2 考慮突風干擾的氣彈模型
        4.2.1 突風模型
        4.2.2 氣彈模型
    4.3 滑模觀測器-控制器設計和分析
        4.3.1 滑模觀測器和控制律設計
        4.3.2 滑模面的可達性分析
        4.3.3 穩(wěn)定性分析
    4.4 數(shù)值仿真和比較研究
        4.4.1 控制器設計方法比較
        4.4.2 觀測器-控制器設計方法比較
    4.5 本章小結
第五章 不確定性干擾下的高維非線性機翼顫振的神經(jīng)網(wǎng)絡觀測器-滑模控制器設計方法
    5.1 引言
    5.2 非定常氣彈模型和控制問題
        5.2.1 帶尾緣控制面的氣彈系統(tǒng)數(shù)學模型
        5.2.2 狀態(tài)空間形式
    5.3 自適應RBF神經(jīng)網(wǎng)絡觀測器-滑�？刂破髟O計和分析
        5.3.1 自適應RBF神經(jīng)網(wǎng)絡觀測器設計
        5.3.2 滑模控制律設計
        5.3.3 可達性分析
        5.3.4 穩(wěn)定性分析與輔助狀態(tài)反饋矩陣設計
    5.4 數(shù)值仿真和比較研究
        5.4.1 控制策略的實施
        5.4.2 方法比較
    5.5 本章小結
第六章 具有輸出時滯和建模不確定性的高維非定常機翼顫振的滑�？刂破髟O計方法
    6.1 引言
    6.2 氣彈模型
    6.3 基于觀測器的滑模控制器設計與分析
        6.3.1 滑模面和控制律的設計
        6.3.2 滑模面的可達性分析
        6.3.3 穩(wěn)定性分析
    6.4 數(shù)值仿真
    6.5 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 工作總結與創(chuàng)新點
        7.1.1 工作總結
        7.1.2 創(chuàng)新點
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀學位期間參與的項目


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]彈性飛機突風載荷自適應前饋控制[D]. 高文濤.南京航空航天大學 2015
[3]含時滯和間隙非線性的二元翼段顫振主動控制問題研究[D]. 潘慶全.南京航空航天大學 2015
[4]含時滯反饋的二維翼段顫振主動抑制系統(tǒng)動力學分析[D]. 韓曉斌.南京航空航天大學 2014
[5]柔性飛機突風響應與載荷減緩研究[D]. 劉澄澄.南京航空航天大學 2014
[6]柔性機翼顫振主動抑制研究[D]. 司益坡.南京航空航天大學 2012
[7]柔性機翼氣動彈性建模及顫振主動抑制[D]. 李欣宇.南京航空航天大學 2012
[8]二元可變后緣機翼顫振分析與主動控制[D]. 栗帥.南京航空航天大學 2009
[9]氣動彈性系統(tǒng)的時滯反饋控制[D]. 李棟梁.南京航空航天大學 2008



本文編號：3728950