陣風(fēng)載荷減緩主動控制,一般通過傳感器采集飛行狀態(tài)量反饋至控制器,然后控制器計算出控制指令發(fā)送到作動器,作動器控制副翼偏轉(zhuǎn)來改變飛行器受力情況從而到達(dá)減緩陣風(fēng)載荷的目的,過程中研究者們往往忽略系統(tǒng)中存在的時滯因素。本文以三自由度二元翼段模型為研究對象,考慮到時滯因素的影響,建立了含時滯反饋的二元翼段陣風(fēng)載荷減緩氣動彈性模型,設(shè)計了陣風(fēng)載荷減緩主動控制器,搭建了二元翼段陣風(fēng)載荷減緩實驗平臺,并結(jié)合數(shù)值仿真與風(fēng)洞實驗驗證控制器對陣風(fēng)載荷減緩效率以及濾波器群時延對陣風(fēng)載荷減緩的影響,主要研究內(nèi)容如下。(1)建立了含時滯反饋的二元翼段陣風(fēng)載荷氣動彈性模型。通過拉格朗日方程建立了二元翼段的運(yùn)動微分方程,結(jié)合Theodorsen氣動理論、Wagner函數(shù)以及Küsser函數(shù)推導(dǎo)出了基于非定常氣動力機(jī)翼的狀態(tài)方程,考慮到時滯因素的影響,將系統(tǒng)中存在的時滯量引入到系統(tǒng)狀態(tài)方程,并通過離散化方法將連續(xù)系統(tǒng)中的狀態(tài)方程離散化。(2)針對含時滯的陣風(fēng)載荷減緩系統(tǒng)設(shè)計主動控制器。首先通過離散狀態(tài)變化法將時滯系統(tǒng)等效的轉(zhuǎn)化為無時滯系統(tǒng);然后基于最優(yōu)控制理論設(shè)計了兩種時滯LQ控制器,基于魯棒控制理論設(shè)計H_...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 陣風(fēng)載荷減緩主動控制技術(shù)研究
        1.2.1 陣風(fēng)載荷減緩主動控制技術(shù)概述
        1.2.2 陣風(fēng)載荷減緩主動控制研究現(xiàn)狀
    1.3 陣風(fēng)載荷減緩中的時滯問題研究
        1.3.1 時滯系統(tǒng)概述
        1.3.2 陣風(fēng)載荷減緩中的時滯問題研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容
第二章 含時滯反饋的陣風(fēng)載荷減緩氣動彈性模型建立
    2.1 引言
    2.2 三自由度二元翼段氣動彈性模型的建立
        2.2.1 二元翼段氣動彈性模型的設(shè)計
        2.2.2 二元翼段氣動彈性模型的運(yùn)動微分方程
    2.3 作用于三自由度二元翼段上的非定常氣動力
        2.3.1 二元機(jī)翼任意運(yùn)動的氣動力
        2.3.2 陣風(fēng)對二元機(jī)翼所受氣動力的影響
    2.4 含時滯反饋的二元翼段狀態(tài)方程
        2.4.1 基于非定常氣動力的機(jī)翼狀態(tài)方程
        2.4.2 引入時滯后機(jī)翼狀態(tài)方程
        2.4.3 時滯系統(tǒng)的離散化
    2.5 本章小結(jié)
第三章 陣風(fēng)減緩時滯控制器與濾波器設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 時滯LQ控制器設(shè)計
        3.2.1 基于狀態(tài)變化的系統(tǒng)無時滯化
        3.2.2 含時滯反饋的LQ控制器設(shè)計
        3.2.3 基于離散狀態(tài)變化的時滯LQ控制器
        3.2.4 基于輸出反饋的LQ控制器
    3.3 魯棒控制器設(shè)計
        3.3.1 H_∞控制器與μ控制器設(shè)計
        3.3.2 控制器的求解與降階
    3.4 數(shù)字濾波器濾波器設(shè)計
        3.4.1 低通數(shù)字濾波器設(shè)計
        3.4.2 數(shù)字濾波器產(chǎn)生群時延
    3.5 本章小結(jié)
第四章 二元翼段陣風(fēng)載荷減緩實驗系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 二元翼段模型的參數(shù)測量
    4.3 超聲電機(jī)運(yùn)動建模
        4.3.1 超聲電機(jī)概述
        4.3.2 超聲電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)測量
        4.3.3 超聲電機(jī)PID控制
    4.4 嵌入式控制單元設(shè)計
    4.5 傳感器選型與設(shè)計
        4.5.1 光電式編碼器
        4.5.2 激光位移測距器
    4.6 上位機(jī)軟件開發(fā)
        4.6.1 串行通訊接口設(shè)計
        4.6.2 基于PyQt5 的圖形用戶界面開發(fā)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)數(shù)值仿真與風(fēng)洞實驗
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)數(shù)值仿真
        5.2.1 二元翼段顫振速度計算
        5.2.2 銳邊陣風(fēng)載荷減緩數(shù)值仿真
        5.2.3 諧和陣風(fēng)載荷減緩數(shù)值仿真
    5.3 風(fēng)洞實驗
        5.3.1 風(fēng)洞實驗平臺的搭建
        5.3.2 實驗參數(shù)的測量及標(biāo)定
        5.3.3 陣風(fēng)載荷減緩主動控制風(fēng)洞實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文的主要內(nèi)容概括
    6.2 進(jìn)一步研究工作展望
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



本文編號：3833723