基于非定常渦的結(jié)構(gòu)非線性氣動伺服彈性研究.pdf

1、本文的研究范圍是亞音速、無粘、不可壓流，在獲取時域非定常氣動力時采用降階的連續(xù)時間非定常渦方法。首先對二元非定常渦理論作簡要介紹和總結(jié)，然后將非定常渦控制方程與二元機(jī)翼動力學(xué)方程耦合得到了狀態(tài)空間形式的氣動彈性方程，進(jìn)行了線性顫振分析，并與經(jīng)典V-g法分析結(jié)果進(jìn)行了對比。 在結(jié)構(gòu)非線性方面，考慮了一種“中心間隙－干摩擦型”，即遲滯非線性模型，并建立了數(shù)學(xué)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上建立了具有這類非線性環(huán)節(jié)的二元機(jī)翼氣動彈性方程，進(jìn)行了非

2、線性顫振分析，并與時域Roger擬合方法以及頻域等效線化方法的結(jié)果作對比。最后比較了結(jié)構(gòu)上遲滯非線性特性與中心間隙非線性特性對二元機(jī)翼氣動彈性系統(tǒng)的顫振特性的影響。 隨后，針對二元機(jī)翼進(jìn)行了氣動伺服彈性研究，主要集中在反饋控制以及延遲反饋控制對氣動彈性穩(wěn)定性的影響。即利用二元機(jī)翼的沉浮、俯仰運(yùn)動的位移、速度信號作為反饋控制信號，對主動氣動彈性系統(tǒng)進(jìn)行原理性研究。首先利用頻域傳遞函數(shù)模型，針對延遲量、反饋增益等參數(shù)，對線性氣動伺

3、服彈性系統(tǒng)的顫振穩(wěn)定性特性進(jìn)行分析，然后利用非定常渦方法，建立含有延遲反饋控制的氣動彈性系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并與頻域穩(wěn)定性分析結(jié)果進(jìn)行了對比，進(jìn)一步考察了帶結(jié)構(gòu)非線性環(huán)節(jié)情況下的延遲反饋氣動伺服彈性系統(tǒng)的顫振穩(wěn)定性特性。 最后，對MATLAB/SIMULINK環(huán)境下如何建立非線性氣動伺服彈性模型進(jìn)行了初步研究。將連續(xù)時間域非定常渦控制方程推廣到三自由度帶操縱面二元機(jī)翼模型上。建立其狀態(tài)空間模型后作線性顫振分