导弹气动弹性稳定性分析

以某导弹为例,从颤振和气动伺服弹性两方面对导弹气动弹性稳定性进行了分析研究.在颤振分析中,开展了全弹结构动特性计算,采用超声速偶极子格网法计算了高超声速非定常气动力,对导弹部件和全弹进行颤振计算分析,对空气舵舵系统刚度设计提出了要求.在气动伺服弹性稳定性分析中,建立了导弹俯仰通道气动伺服弹性运动方程,采用Nyquist方法分析了闭环系统的稳定性和稳定裕度.     

几种气动热弹性设计方法

阐述了热对气动弹性特性(刚度、振动、颤振和响应)的影响．介绍了气动热弹性设计中控制气动热弹性的三种方法(常规主动控制法、利用压电材料的主动控制法和利用形状记忆合金的被动控制法)以及各法适用范围和使用效果．     

跨大气层飞行器气动伺服弹性稳定性分析方法研究

跨大气层飞行器通常采用翼身组合体外形,机体结构柔性大,飞行控制系统通道之间交联耦合且通频带宽、再入扰动因素复杂、气动加热严重,上述因素可能导致气动伺服弹性或热气动伺服弹性问题。考虑外界干扰不确定性、飞行器模型摄动和控制通道耦合等因素,跨大气层飞行器需进行多通道交联耦合气动伺服弹性鲁棒稳定性分析。通过弹性飞行器动力学建模、非定常气动力拟合、伺服系统和飞行控制系统建模,建立了气动伺服弹性系统的闭环模型。在此基础上对Nyquist方法、最小奇异值法以及结构奇异值μ方法等气动伺服弹性稳定性分析方法进行了分析与讨论,得出相关结论。     

某型导弹气动伺服弹性稳定性应用分析

分析介绍了气动伺服弹性稳定性分析的基本理论,并通过对某型导弹的气动伺服弹性稳定性分析,说明气动伺服弹性理论在工程实际中的应用。     

基于μ综合的弹性体导弹鲁棒控制系统设计

基于鲁棒控制理论,针对弹性体导弹气动伺服弹性问题开展控制系统研究,通过建立导弹刚性弹性耦合全参数不确定性模型,在传统三回路控制结构的基础上设计了μ综合鲁棒控制系统.频域分析表明所设计的控制系统具有强鲁棒性,足以应对弹性体导弹的强不确定性.时域仿真结果表明,μ综合鲁棒控制系统在保证时域指标的同时,相比于经典PID控制系统,弹体一阶振动幅值约为其10％,衰减时间缩短至约0.5 s,有效抑制了弹体的弹性振动.     

细长体飞行器主动弹性抑制控制律设计及分析

针对未来采用大长细比、轻质新型复合材料的飞行器结构模态频率进一步降低、气动伺服弹性问题更加严峻的问题,采用智能变结构控制方法,将广义坐标作为反馈量,并针对静不稳定弹性飞行器设计了纵向姿态控制器;然后,基于李亚普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性;最后,通过定点仿真检验了所设计控制器的时域响应特性和对扰动的鲁棒性。仿真结果表明,当弹性模态频率与刚体频率接近时,与传统的基于陷波滤波器的设计方法相比,增加弹性反馈变量的智能变结构控制方法是一种解决气动伺服弹性问题的有效途径。     

大长径比导弹两自由度H∞减振跟踪控制器设计

针对大长径比导弹弹体振动与控制系统耦合产生的气动伺服弹性问题,提出两自由度H∞减振跟踪控制算法.在导弹俯仰通道弹性振动和刚体运动耦合模型的基础上进行控制器设计,把传感器在线输出测量值和参考弹道目标值作为控制器的2个输入,把前两阶弹性模态、跟踪误差和控制量引入到目标函数中,将两自由度控制器的设计问题转化到标准H∞优化框架.仿真结果表明,该方法在实现姿态跟踪的同时,对弹体振动有明显的抑制作用.     

国外高超声速飞行器气动弹性和气动热弹性概述

概述了国外在高超声速飞行器气动弹性和气动热弹性领域进行的研究活动,重点关注对非定常高超声速气动力学的建模和把流体与结构之间的热传递纳入气动弹性求解等两个问题,归纳出了未来高超声速气动弹性力学和气动热弹性力学的发展方向。由于吸气式高超声速飞行器机体、推进系统和控制系统的强耦合性,未来的发展趋势是把先进计算气动热弹性法纳入飞行器的综合分析。     

弹体纵向气动伺服弹性发散分析

本文把文献〔１〕中的无控弹体气动弹性发散分析方法推广成有控弹体气动伺服弹性发散分析方法。文献〔１〕的方法毋需结构固有振型的原始数据，且数学工具简单。经本文推广后的方法保持了原法的优点。     

考虑参数摄动的飞行器气动伺服弹性鲁棒稳定性分析研究

高超声速飞行器通常结构整体柔度大、飞控系统权限大、飞行环境复杂、气动加热严重,极易导致由结构、气动、热和控制等耦合引起的气动伺服弹性稳定性问题。由于建模复杂、不确定性多及参数摄动影响,传统的稳定性分析方法不适用分析飞行器气动伺服弹性系统的鲁棒稳定性。利用线性分式变换,考虑多种参数摄动,由子系统到整个闭环系统依次建立气动伺服弹性状态空间模型,并应用结构奇异值?方法分析了系统的鲁棒稳定性。分析结论表明了该建模方法的有效性以及?方法在飞行器气动伺服弹性鲁棒稳定性分析中的应用前景。     

弹性飞行器气动参数与弹性模态的交替估计

利用指示函数的概念和 Duhamel 积分,描述了任意的非定常气动力过程.结合有限维正则弹性弯曲模态方程,提出了以地面测试的弹性模态为初值、同时估计弹性模态和气动参数的交替估计方法.通过仿真算例证实了该方法的有效性.     

枪弹包装中弹药抓取的气伺服技术

为满足主流口径枪弹生产工艺要求,在民用包装产品技术的基础上研发一套能满足主流口径枪弹生产工艺要求的枪弹包装自动化设备.对枪弹包装抓取设备的垂直气伺服进行建模、控制、系统辨识等理论研究,通过气路设计和高速电磁阀对气缸的控制,构建电-气开关伺服系统,配合摸索的控制曲线进行实际应用,并通过试验验证和一系列的试验数据进行分析优化.结果表明,该设备能实现气伺服在气动位置自调整抓取和抓取装置的垂直定位,更好地完善气动伺服技术、实现气动伺服代替电伺服,并应用于更广泛的领域.     

高超声速飞行器伺服弹性与静不稳定控制方法

针对高超声速飞行器纵向静不稳定和低频结构模态下的气动伺服弹性控制问题,设计了一种双回路结构的鲁棒控制器。内环基于线性变参数(LPV)理论设计变增益控制器,将弹性模型表示成具有仿射参数依赖结构的LPV模型,采用线性矩阵不等式(LMI)求解变增益控制器以保证在任何载荷条件飞行器都具有足够的结构阻尼;外环设计鲁棒控制器实现飞行器对攻角指令的准确跟踪。仿真结果表明,该方法能够主动对结构模态进行阻尼从而达到抑制伺服弹性的效果,同时实现了飞行器纵向短周期模态稳定和对控制指令的高精度跟踪。     

高速飞行器气动热结构耦合分析及优化设计

气动、热和结构三学科之间的耦合关系是高速飞行器面临的核心问题之一。文中利用强弱耦合关系简化了气动热结构耦合问题,并基于气动加热、瞬态热传导、热结构、热模态和热颤振的单向耦合关系来分析热弹性问题,建立了气动热结构多学科集成分析平台。针对各子学科耗时问题,文中采用了增广的自适应响应面优化策略完成了气动热结构多学科设计优化,在提高了颤振速度的同时,使升力面结构质量有了一定的降低。     

气动位置多变量DSP控制系统的实现

本控制系统结合了气动系统本身的特点,以位移、速度、加速度多变量状态反馈作为控制方法,在TMS320F206型DSP数字控制器上进行开发,采用了模块化的结构,自主设计并且实现了气动位置系统新型DSP控制器;实验结果表明:系统的实时性比较好,动态品质和稳态性能良好,满足了高精度气动位置伺服控制的要求。     

机电伺服系统的组合式能源技术研究

针对当前伺服能源论证需求分析,结合机电伺服系统长时小功率、瞬时高功率、制动负功率的用电特性,提出采用基于能量管理的组合式伺服能源方法,提高了伺服系统的能量利用率;通过试验验证,该方法既满足用电要求,又保证了伺服电源高可靠性、轻小型化的设计,为伺服能源设计提出新思路、新方法。     

高速旋转轴套结构的弹塑性极限问题

运用弹性力学并结合弹塑性极限原理，对高速旋转轴套结构进行了分析，导出了弹塑性两个极限转速设计值，提出了结构计算方法，指出了最佳使用寿命的范围，可以提高高速旋转轴套结构的性能和质量。     

多升力弹体气动伺服弹性发散分析

本文将无控二升力弹体气动弹性发散分析方法推广为有控多升力弹体气动伺服弹性发散分析方法。该方法毋需结构固有振型为原始数据,且数学工具简单。     

国外伺服气动弹性力学研究──最新发展概述

介绍了国外在伺服气动弹性力学方面的某些新成就：改进了非定常空气动力的最小状态法，它能提供精确、低阶伺服气动弹性模型；开发了以匹配滤波理论和随机过程理论为基础的若干分析方法，这些方法能有效和直接地计算临界阵风分布形式和随时间变化的阵风载荷。此外，概述了旨在改善设计方法的两个研究计划：一是结构／控制系统一体化设计方法；二是为低阶鲁棒数字控制率的气动弹性应用研究准备某些实用方法。最后，简述了主动柔性翼设计的现状。     

嵌入式微小型机载天线转台

为满足机载设备微型化和小型化的要求,提出嵌入式机载天线转台设计思路。在结构设计方面,采用了汇流环与轴系的嵌入式设计方案,控制了机载天线转台的结构尺寸及重量等技术指标;在控制设计方面,对伺服控制板和伺服驱动板进行设计,保证了天线以预定的速度转动或者按照指定的位置进行精确的定位。验证结果表明,嵌入式设计思路符合系统要求,满足系统各项指标。