非线性气动弹性系统的鲁棒稳定性分析

基于结构奇异值理论和特征多项式的值域方法,研究了带有结构和气动参数不确定性的非线性二元机翼的鲁棒稳定性问题.机翼模型包括非线性的扭转弹簧和能够反映失速效应的非线性气动模型.针对零摄动,使用肛方法分析线性化系统在平衡点的鲁棒稳定性.针对非零摄动,将平衡点位置看作关于不确定参数的函数并展开为泰勒级数,从而在μ方法的框架下考虑平衡点的不确定性.此外,计算不确定特征多项式的值域范围,并使用除零条件来判断其鲁棒稳定性.仿真数值结果给出了鲁棒颤振速度的上下界,表明了方法的有效性.     

车辆悬架不确定性对行驶平顺性能影响的鲁棒保守性分析

车辆悬架系统中参数不确定性和未建模动态不确定性的存在,使鲁棒控制器的设计显得尤为重要,可是,由于系统设计中对模型不确定性处理的方法问题,导致闭环系统设计的鲁棒保守性增大,进而低估了车辆平顺性的鲁棒性能.通过线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,利用混合μ分析方法有效的降低了H∞控制和复数μ综合控制设计鲁棒控制器的保守性,使得车辆主动悬架系统的鲁棒性得到更好的保证.     

复合材料支撑机翼撑杆位置与结构综合优化设计

针对复合材料支撑机翼,发展了一种撑杆位置和结构综合优化设计的方法。在两种严重设计载荷状态下,考虑气动弹性效应和复合材料铺层结构的不确定性,以结构质量最小化为目标,以翼尖垂直变形、翼尖扭角、撑杆屈曲稳定性、颤振速度和强度要求为约束,在一个优化过程中实现了撑杆位置和结构参数的同步优化设计和鲁棒优化设计。结果表明,翼尖垂直变形和颤振速度要求对于撑杆位置影响明显,最优的撑杆展向位置都靠近翼根一侧,同时撑杆的总体稳定性成为同步优化设计的关键约束。鲁棒优化设计得到的撑杆位置和结构参数的最优组合对铺层结构的不确定性摄动具有良好的抗干扰性,鲁棒优化得到的最优撑杆位置会随着设计变量摄动范围而变化,翼尖垂直变形成为鲁棒优化设计的关键约束。     

多源不确定性条件下气动弹性系统颤振可靠性分析方法

传统的气动弹性系统颤振分析模型大多是在确定性参数条件下建立的,当系统中存在不确定因素时,按确定性方法设计的气动弹性系统存在颤振失效风险。以概率和非概率区间模型为基础,建立了单源不确定性条件下颤振可靠性分析模型;在此基础上,针对含随机和区间多源不确定参数的气动弹性系统颤振可靠性分析问题,提出一种基于分步求解策略的新型混合可靠性分析与度量法,获取多源不确定性条件下气动弹性系统的颤振可靠度,实现了对多源不确定性条件下颤振可靠性的有效评估。数值算例表明,该方法与蒙特卡洛模拟法相吻合,且具有显著的计算效率优势。     

复合材料机翼鲁棒气动弹性优化设计

针对气动弹性结构, 利用遗传-敏度混合算法开展鲁棒优化设计。以大展弦比复合材料机翼的鲁棒气动弹性结构优化设计为例验证了鲁棒设计方法的适用性和有效性, 比较了鲁棒结构优化设计与传统优化设计的区别。研究结果表明: 在设计变量存在不确定性的情况下, 考虑鲁棒性约束优化得到的结构较传统优化结构具有更好的抗干扰性; 但鲁棒性的满足是以增加结构质量为代价的, 鲁棒性要求越高, 结构增重越明显。      

柔性结构系统不确定性的μ分析

提出了一种柔性结构系统不确定性的结构奇异值（μ）分析方法,分析了结构系统的高频未建模动态,将其作为名义模型的加型因子或加乘性因子不确定性,并从模态空间的参数摄动出发,推导了系统的参数不确定模型。采用结构奇异值（μ）分析方法对结构系统及其控制器进行鲁棒稳定性和鲁棒性能分析。给出的算例表明,本文的柔性结构不确定性模型的构造方法及控制系统的μ分析方法是有效的。     

基于CFD/CSD耦合的超声速舵面动载荷计算

该文分析了超声速气动控制舵面在瞬态气动载荷作用下的位移及应力的时域变化.采用基于Volterra级数的气动弹性系统降阶模型快速获得了舵面的颤振边界.通过CFD/CSD耦合计算,确定了舵面在颤振速度下的瞬态气动载荷,并利用参数空间下的有限元四结点方法将每一时刻的气动载荷插值并施加到结构结点上,进行了瞬态响应分析,得到了舵...     

基于仿射可调鲁棒优化的园区综合能源系统经济调度

新能源和负荷的不确定性给综合能源系统（integrated energy system,IES）运行带来挑战。首先,基于线性形式的能源集线器模型,对园区IES进行了建模。其次,构建了基于仿射可调鲁棒优化的园区IES两阶段经济调度模型,通过该模型可求得机组的启停及基准出力,以满足不考虑可再生能源出力的能量平衡要求,并求得机组的参与因子,使得调度方案对可再生能源出力不确定集下的任意场景均可行。最后,将该模型转化为混合整数线性规划模型（mixed integer linear programming,MILP）进行求解。算例分析结果表明：通过可调鲁棒优化的经济调度方法所求得的调度方案较经典鲁棒优化有更好的经济性与鲁棒性。     

结构-声场耦合系统区间鲁棒优化设计

以工程中普遍存在的结构-声场耦合系统为研究对象,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,基于区间理论建立了含有非概率不确定参数的区间有限元分析方法及区间鲁棒优化模型。首先,利用区间对不确定性参数进行定量化描述,借助泰勒展式提出了求解耦合系统响应范围的区间有限元分析方法。然后,引入鲁棒优化设计的思想,基于区间序关系和区间可能度,分别建立了含区间参数目标函数和约束条件的转换模型,原区间不确定性优化问题就转化为确定性的多目标优化问题。最后通过数值算例,进一步说明了本文所建立鲁棒优化设计模型及算法的有效性。     

一类非线性不确定结构系统的鲁棒饱和主动控制

对一类非线性不确定结构系统研究了在外部干扰下的鲁棒饱和主动控制策略.将质量、阻尼、刚度矩阵都存在不确定的结构系统描述为一种不确定中立系统,采用鲁棒饱和主动控制策略,提出基于线性矩阵不等式的代数解.通过提出的控制方法同时保证了结构系统在模型和参数摄动下以及在控制变量和扰动存在非线性不确定性时的鲁棒稳定.最后通过对一个4层建筑大楼在地震波作用下的主动振动控制仿真证明了该方法的有效性.