彈性飛行器飛行動(dòng)力學(xué)分析與魯棒控制研究.pdf

1、本文對(duì)大彈性效應(yīng)飛行器的動(dòng)力學(xué)和控制問題進(jìn)行了研究。未來高速、大型飛行器由于動(dòng)壓增大和結(jié)構(gòu)剛度降低,將產(chǎn)生顯著的彈性效應(yīng),飛行器的首階氣動(dòng)彈性頻率降低,甚至于接近短周期模態(tài),導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)耦合。在彈性自由度和非定常氣動(dòng)效應(yīng)影響下,飛行器將呈現(xiàn)出高階的飛行動(dòng)力學(xué)特性,對(duì)飛行器的飛行品質(zhì)評(píng)估、穩(wěn)定性分析及控制律設(shè)計(jì)等研究提出了新的挑戰(zhàn)。本文首先討論了高階彈性飛行器的降階問題,在靜氣動(dòng)彈性假設(shè)的基礎(chǔ)上分析了結(jié)構(gòu)變形對(duì)飛機(jī)飛行品質(zhì)

2、的影響。其次,針對(duì)彈性飛行器動(dòng)態(tài)品質(zhì)下降、抗干擾性和魯棒性差的問題,研究了綜合考慮多方面性能、針對(duì)MIMO系統(tǒng)的控制律設(shè)計(jì)方法。將模型跟蹤控制方法與H∞控制或μ控制方法結(jié)合進(jìn)行控制律設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方法能同時(shí)滿足飛行品質(zhì)及氣動(dòng)彈性的要求。在此基礎(chǔ)上,考慮閉環(huán)抗干擾性和魯棒性等要求,通過輸入、輸出權(quán)函數(shù)的設(shè)置,對(duì)多設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行折衷優(yōu)化。研究結(jié)果表明,本文提出的飛行品質(zhì)評(píng)估方法和控制律設(shè)計(jì)方法對(duì)大彈性效應(yīng)飛行器的動(dòng)力學(xué)和控制問題研究具有一定的參考