含結(jié)構(gòu)非線性和時(shí)滯的二元翼段顫振主動(dòng)抑制研究.pdf

1、近年來，通過控制機(jī)翼控制面的轉(zhuǎn)角輸出來實(shí)現(xiàn)顫振主動(dòng)抑制，在航空領(lǐng)域已成為一種有望應(yīng)用于實(shí)際工程的控制方法。然而，過去對(duì)機(jī)翼顫振主動(dòng)控制技術(shù)的研究往往忽略了控制系統(tǒng)中的時(shí)滯因素和機(jī)翼的結(jié)構(gòu)非線性因素。本文以三自由度的二元翼段模型為研究對(duì)象，研究了時(shí)滯因素以及控制面間隙非線性對(duì)機(jī)翼顫振控制系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于DSP處理器，超聲電機(jī)作動(dòng)器和各傳感器完成了機(jī)翼主動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，搭建了機(jī)翼顫振抑制風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

2、的平臺(tái)。完成了對(duì)超聲電機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)學(xué)建模，并設(shè)計(jì)了PID運(yùn)動(dòng)控制算法，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)精確的運(yùn)動(dòng)跟蹤控制效果。此外，還設(shè)計(jì)了機(jī)翼顫振控制系統(tǒng)的串口通信監(jiān)控界面，便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。⑵根據(jù)Theodorsen非定常氣動(dòng)力理論建立了該翼段模型的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)方程，并采用根軌跡法對(duì)二元翼段氣動(dòng)彈性模型求解得到了顫振速度。然后根據(jù)魯棒控制理論設(shè)計(jì)了H∞控制器和控制器，分別與二元翼段氣動(dòng)彈性系統(tǒng)共同組成了機(jī)翼顫振主動(dòng)控制系統(tǒng)，并在不同的風(fēng)速情

3、況下進(jìn)行了數(shù)值仿真和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明，所設(shè)計(jì)的魯棒控制器對(duì)機(jī)翼的顫振具有很好的控制效果。⑶針對(duì)控制回路中時(shí)滯問題，在控制系統(tǒng)的輸出反饋信號(hào)中引入時(shí)滯量，通過數(shù)值仿真和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)探求不同的時(shí)滯量對(duì)機(jī)翼顫振控制系統(tǒng)控制效果的影響，并比較了H控制器和控制器對(duì)不同大小時(shí)滯量的魯棒穩(wěn)定性。⑷建立了含控制面間隙非線性的三自由度二元機(jī)翼氣動(dòng)彈性模型，并以狀態(tài)方程的形式加以描述。通過對(duì)機(jī)翼控制面部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使控制面?zhèn)鲃?dòng)連接處能產(chǎn)生不同的