非線性機(jī)翼氣動(dòng)彈性顫振的主動(dòng)控制研究.pdf

1、氣動(dòng)彈性的顫振問(wèn)題廣泛存在于航空航天、土木結(jié)構(gòu)及風(fēng)力發(fā)電等工程領(lǐng)域。隨著飛行器重量及剛度的不斷減小和飛行速度的不斷提高，飛行器氣動(dòng)彈性顫振問(wèn)題日漸突出，機(jī)翼的主動(dòng)顫振控制成為飛行器優(yōu)化控制的研究熱點(diǎn)。本文基于非線性動(dòng)力學(xué)理論和現(xiàn)代控制理論，對(duì)非線性二元機(jī)翼在顫振分析、主動(dòng)控制方法等方面進(jìn)行了研究，論文的主要工作與學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)加下：
　　在定常氣動(dòng)力條件下對(duì)非線性二元機(jī)翼進(jìn)行顫振分析。基于拉格朗日方程建立了機(jī)翼顫振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析了

2、系統(tǒng)的顫振特性，給出了影響顫振速度的各個(gè)不同因素，利用描述函數(shù)線性化方法、Routh-Hurwitz判據(jù)和Hopf分岔定理得到臨界顫振速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　以帶雙控面的非線性二元機(jī)翼為研究對(duì)象，提出一種積分反演滑模主動(dòng)控制方法，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)彈性機(jī)翼的反演滑?？刂葡到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了浮沉自由度和俯仰自由度的穩(wěn)定跟蹤控制，并基于李雅普諾夫理論進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。仿真結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能有效消除機(jī)翼氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的顫振，實(shí)現(xiàn)了期望狀態(tài)

3、的穩(wěn)定跟蹤且削弱了傳統(tǒng)滑模的抖振。
　　針對(duì)非線性機(jī)翼外部擾動(dòng)不確定問(wèn)題，對(duì)以上反演滑?？刂品椒ㄗ鞒龈倪M(jìn)，提出一種基于系統(tǒng)浸入與流形不變(I&I)的自適應(yīng)反演滑模控制方法，基于I&I設(shè)計(jì)了整體自適應(yīng)律，結(jié)合 super-twisting二階滑模設(shè)計(jì)了氣動(dòng)彈性機(jī)翼的自適應(yīng)滑?？刂葡到y(tǒng)，消除了未知外部擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。仿真結(jié)果表明：基于I&I對(duì)擾動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)確性，翼段浮沉位移和俯仰角輸出的穩(wěn)定性得到提高，同時(shí)設(shè)計(jì)的控制器加快了系統(tǒng)狀態(tài)的