基于磁流變阻尼器的機(jī)翼顫振半主動(dòng)抑制.pdf

1、近年來，基于磁流變阻尼器的振動(dòng)半主動(dòng)控制技術(shù)取得重要進(jìn)展。由于該技術(shù)穩(wěn)定性好、成本低、能耗小，在振動(dòng)控制領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，已經(jīng)在民用建筑、橋梁及車輛懸架等振動(dòng)控制問題中得到應(yīng)用。本文應(yīng)用基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)控制技術(shù)，通過磁流變阻尼器實(shí)時(shí)地為機(jī)翼的操縱面提供控制力，改善機(jī)翼的顫振特性，提高顫振臨界速度，并抑制含剛度非線性的機(jī)翼的極限環(huán)振蕩。本文的主要工作如下： (1) 基于Theodorsen非定常氣動(dòng)力模型，建立了帶有操縱面

2、的三自由度翼段氣動(dòng)彈性方程。分析了翼段的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)顫振特性的影響，從理論上證明了通過提高操縱面的轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼能夠提高氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的顫振臨界速度。建立了含磁流變阻尼器的翼段氣動(dòng)彈性控制系統(tǒng)模型，采用Clipped-Optimal控制算法抑制系統(tǒng)的顫振。在不同流速下，進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，并與被動(dòng)控制進(jìn)行比較。結(jié)果表明，Clipped-Optimal控制能夠獲得超過被動(dòng)控制的效果，翼段氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的顫振臨界速度得到明顯提高。 (2)

3、基于結(jié)構(gòu)力學(xué)、Theodorsen非定常氣動(dòng)力模型和片條理論建立了大展弦比平直機(jī)翼的氣動(dòng)彈性方程，在Matlab-Simulik中進(jìn)行了顫振分析，通過與MSC.Flds中有限元模型的顫振分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了所建立的氣動(dòng)彈性方程的正確性。分析了機(jī)翼的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)顫振特性的影響，從理論上闡述了通過使用磁流變阻尼器來調(diào)節(jié)機(jī)翼與操縱面之間的扭轉(zhuǎn)阻尼，能夠提高顫振臨界速度。建立了含多個(gè)磁流變阻尼器的大展弦比機(jī)翼氣動(dòng)彈性控制系統(tǒng)模型，在不同流速下

4、，進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。結(jié)果表明，Clipped-Optimal控制能夠有效地提高大展弦比機(jī)翼的顫振臨界速度，其效果超過被動(dòng)控制。 (3) 引入非線性剛度，建立了含剛度非線性的三自由度翼段及大展弦比平直機(jī)翼的氣動(dòng)彈性方程，并加入磁流變阻尼器，建立含剛度非線性的氣動(dòng)彈性控制系統(tǒng)模型。采用Clipped-Optimal控制算法，對(duì)上述非線性氣動(dòng)彈性系統(tǒng)的極限環(huán)振蕩進(jìn)行抑制。數(shù)值仿真結(jié)果表明，Clipped-Optimal控制能夠有效的