一类大展弦比机翼非线性模型的稳定性与分岔

结合材料力学中曲率的概念,利用格罗斯曼理论计算气动力,应用拉格朗日方程建立了一类大展弦比机翼的非线性动力学模型.对该模型进行了无量纲化处理,利用第一李雅普诺夫量研究了该系统由稳态平衡解向Hopf分岔解(颤振运动)演化的临界条件和路径,以及系统发生benign颤振(超临界)、catastrophic颤振(次临界)的识别条件.利用规范性理论、Hopf分岔定理研究了模型的颤振行为,并研究了不同展弦比对颤振速度的影响.数值模拟验证了理论分析的结果.     

大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计新方法

针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度;然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.     

大展弦比复合材料机翼动力学分析

针对结构非线性对大展弦比机翼动力学特性影响很大的问题,使用MSC Patran和MSC Nastran软件进行有限元建模及分析,将大展弦比机翼建成薄壁盒型梁模型．研究大变形对机翼动力学特性的影响,比较复合材料盒型梁模型和金属盒型梁模型的计算结果,并讨论复合材料铺层顺序的改变对机翼动力学特性的影响．研究表明：复合材料机翼的各阶固有频率明显高于铝合金机翼;铺层顺序会影响复合材料机翼的固有频率．     

基于传递函数法的带外挂大柔性机翼颤振分析

基于带外挂大柔性机翼结构和气动特点,使用带有半解析半数值特性的传递函数方法进行处理.首先,将变形后的柔性机翼视为曲梁,基于曲梁的运动微分方程,结合传递函数方法,将曲梁运动微分方程整理成状态空间方程形式.然后,借鉴有限元方法的思想将单元进行组集,组集时结合机翼挂载处内力平衡和位移协调条件,得到了机翼整体平衡方程,结合求解复特征值的方法,完成了带外挂大展弦比大柔性机翼的动气动弹性稳定性分析.对比通过有限元方法得到的仿真结果,证实了文章提出计算方法的准确性和高效性.文章结尾,分析了外挂质量、转动惯量、位置分布及数量等变量对带外挂大展弦比大柔性机翼的动气动弹性稳定性的影响.     

大展弦比板弯扭耦合受迫振动分析

对于工程广泛存在的大展弦比结构,首次研究了大展弦比板弯扭耦合受迫振动响应.考虑弦向相对弯曲刚度远大于展向弯曲刚度,将弦向截面等效为刚体,考虑其绕展向轴线的扭转,应用Hamilton原理分别计算大展弦比板的势能与动能,建立两端简支的大展弦比板弯扭耦合受迫振动的动力学控制方程.将动力学控制方程进行Galerkin截断后,通过谐波平衡法和微分求积法/微分求积单元法,计算得到了大展弦比模型弯扭耦合受迫振动稳态响应的解析解及数值解,同时验证了解的截断收敛性及谐波收敛性.最后研究了外激励幅值对结构受迫振动响应的影响.结果将为工程中广泛存在的大展弦比结构设计提供指导.     

自适应机翼的神经网络控制系统设计与试验

随着自适应结构和机敏材料的发展,如何从结构设计角度来提高飞机的飞行效能受到了重视,其中的一个关键环节就是控制器的设计和开发.针对自适应机翼姿态控制的要求与物理特点,采用神经网络和自适应控制理论,设计了神经网络逆复合控制器,完成了相应的控制系统开发,进而进行了物理试验分析和研究.结果表明,系统能有效、准确、快速地在线满足设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显地改善,具有良好的可靠性和工程实用性.     

基于CFD-CSD耦合的机翼跨音速颤振计算

采用CFD-CSD耦合计算是预计机翼跨音速颤振特性的主流方法。以跨音速颤振国际标准模型AGARD 445.6机翼为研究对象,利用ANSYS.MFX多场耦合求解器对Euler方程进行求解来获得作用在机翼表面上的非定常气动力;对结构振动方程采用HHT方法直接数值积分以获得结构响应。通过CFD和CSD的耦合,计算了AGARD 445.6机翼的跨音速颤振特性。数值模拟结果与NASA风洞实验结果符合良好,表明利用ANSYS.MFX计算机翼跨音速颤振问题是可行的。     

基于力矩补偿与分配的多操纵面飞机飞行控制设计

针对多操纵面飞机舵面冗余和强非线性气动特征, 提出了一种基于力矩补偿与分配的非线性飞行控制系统设计方法, 采用指令－力矩－舵面的间接形式, 外环采用模型跟踪方法生成满足飞行品质要求的力矩指令, 内环采用力矩补偿结合控制分配的设计方法, 控制各舵面实现期望控制力矩. 以革新性操作效率器(ICE)飞机为对象进行了仿真验证, 结果表明力矩补偿与分配系统可实现准确的力矩跟踪, 系统对参数的变化有较强适应能力, 所设计的飞行控制系统能够依据参考模型对控制指令进行跟踪, 各控制通道间耦合被有效抑制.     

基于Backstepping的飞行控制系统设计

现代无人机多采用多操纵面设计,这样使其性能有很大的提高,但是同时也导致了飞机控制系统设计复杂度的增加.尤其在其大迎角飞行时,是一个非线性、时变、耦合的多输入多输出(MIMO)系统,这更增加了控制系统设计的复杂度.文中针对这个问题,提出了一种基于Backstepping(回推控制)的控制律设计方法,克服了传统增益调参法需要纵横向解耦、参数切换等缺点,且具有调节时间短、超调量小、鲁棒性强和易于工程实现等优点.将无人机迎角、侧滑角和滚转角速度作为被控指标设计控制律.通过对某型无人战斗机进行飞行控制律的设计分析,得到了满意的控制效果     

基于分支分析的机翼摇晃预测与抑制

针对现代战斗机大迎角飞行时的机翼摇晃预测与抑制问题,根据其主要动态特性建立了新的横侧向多自由度模型,通过开环分支分析准确预测了机翼摇晃对应的临界迎角.在此基础上考虑模型不确定性和舵面位置限幅的影响,利用滤波器动态对跟踪误差进行补偿,设计了一种约束滤波自适应反步控制算法,通过采用补偿误差代替跟踪误差进行自适应律设计,确保了输入饱和条件下自适应过程的稳定,并结合闭环分支分析实现了对机翼摇晃运动的有效抑制.六自由度仿真验证了多自由度模型的有效性和控制算法的鲁棒性.     

网络控制系统鲁棒性能μ综合控制

针对网络控制系统的延时问题,分析了具有乘性输入不确定性的被控对象中嵌入加权函数的μ鲁棒性能,并利用鲁棒控制中μ分析的D-K迭代法设计出网络控制器。仿真结果表明μ控制器能够保证系统在一定延时范围内的稳定性和鲁棒性。     

新型集散型控制系统μXL：μXL的控制机能 （二）

扩展型单元的构成扩展型控制单元在硬件方面,除了微处理器(包括存储器、通信)和基本型控制单元不同外,其他完全是一样的(见图1)。在微处理器插件的机能方面,有下面列举的比基本型控制单元具有更大的扩展性。首先,扩展型控制单元最多可以接3台MEXU输入、输出单元。靠这输入、输出单元,扩展型控制单元可以安装的输入、输出插件块数一下子增加到31块(在控制单元中,因为NE总线接口插件占用一个插槽,所以可以安装7块输入、输出插件。输入、输出单元可以安装8块插件)。     

基于μCOS-Ⅱ的短信控制信息采集系统

嵌入式信息采集系统通过串口连接短信处理模块后即可通过短信命令进行远程控制.基于μCOS-Ⅱ嵌入式操作系统,设计实现了通用性较强的软硬件总体方案和短信处理流程,该流程使用确定有限状态自动机集中处理所有接收到的短信模块数据,并将用户请求放在单独的进程中执行,具有较高的容错性和实时性.工程应用实践表明该设计具有良好的稳定性和操控性.     

不确定性线性变量系统的鲁棒控制新方法——H_∞控制、μ分析与μ综合

系统不确定性是控制系统分析和设计中必须考虑的。H∞和μ方法是系统鲁捧性分析和设计的一类新的有效工具。本文在给出了 H∞和μ方法的基本概念后,通过把一些实际问题转化成 H∞控制问题和μ分析问题,对利用 H∞方法进行系统设计以及利用μ方法进行系统分析作了说明,并提供了一些主要结果,最后讨论了使用 H∞方法的μ综合问题。     

多操纵面战斗机飞行控制系统设计研究

针对现代高性能战斗机气动布局多采用多操纵面设计,在其大迎角飞行时,飞机是一个非线性、时变、耦合的多输入多输出(MIMO)系统的情况,提出一种基于神经网络的自适应逆和动态控制分配策略的控制律设计方法;克服了传统增益调参法需要纵横向解耦、忽略非线性影响,参数切换等缺点,而且具有调节时间短、超调量小、鲁棒性强和易于工程实现等优点,并对某型多操纵面高性能战斗机进行飞行控制律的设计仿真分析,得到了满意的效果。     

基于μC/OS-II的光盘伺服控制系统的设计

介绍以Hitachi公司的H8S/2357F作为控制处理器,μC/OS-II作为嵌入式实时操作系统的光盘伺服控制系统的设计和实现。该设计可以实现CD-ROM、CD-R/RW和DVD的伺服功能,适用于光盘伺服控制系统,具有便于维护、易于扩展等优点,对于支持多格式光盘的驱动器和播放器的实现,具有重要的参考价值。     

基于μC/OS-Ⅱ的光盘伺服控制系统的设计

介绍以Hitachi公司的H8S/2357F作为控制处理器,μC/OS-Ⅱ作为嵌入式实时操作系统的光盘伺服控制系统的设计和实现.该设计可以实现CD-ROM、CD-R/RW和DVD的伺服功能,适用于光盘伺服控制系统,具有便于维护、易于扩展等优点,对于支持多格式光盘的驱动器和播放器的实现,具有重要的参考价值.     

工业链条锅炉风煤比的优化控制

本文根据工业燃煤锅炉运行特点，在分析其数学模型的基础上提出了锅炉燃烧的一种优化控制方案。较好地解决了要求蒸汽压力稳定与节煤之间的矛盾，具有一定的实用价值。     

μ分析在单变量飞行控制律评估中的应用

针对传统控制律评估方法对模型参数摄动考虑不够全面,研究了"分析方法.本文介绍了系统广义稳定裕度概念及模型的线性分式变换(LFT)表达,给出了μ分析评估方法的相关概念、性质,并使之相结合评估飞行控制律.最后给出一个实际应用的例子,仿真结果表明该方法是切实可行的.     

大型合成氨装置氢氮比优化控制方案分析与探讨

氢氮比是合成氨装置最为关键的参数之一,保持比值始终处于最佳状态是提高合成氨产量的有效措施。中国石油宁夏石化公司化肥装置在实施该项目时,充分调研,针对目前国内氢氨比优化控制的三种主流方法进行比较。通过对其核心理论的分析,指明各种方案的优缺点,为生产实践奠定了理论基础。