高超声速机翼非线性颤振特性分析

采用3阶修正活塞理论推导二元高超声速机翼的非线性气动弹性动力学方程。选取几组系统参数,分别通过求取系统特征值,得到线性颤振速度。以及在考虑非线性效应时,分析系统在不同流速下的动力学响应特性。数值仿真的结果表明系统的非线性效应可以延迟或提前极限环振荡的产生。     

二元机翼的双稳环颤振及多重环分叉分析

本文利用等效线化及数值计算方法,研究了带初偏间隙型非线性俯仰刚度的二元颤振系统的双稳态极限环颤振特性,给出了极限环稳定区间的稳定性判据.分别分析了初偏参数及速度参数对非线性颤振系统分叉曲线的影响及系统的分叉特性,并用数值计算方法得到精确的分叉参数值.本文为动力学系统的分叉研究提供了一个有实际意义的力学模型.     

超声速及高超声速壁板颤振中的湍流边界层效应

针对长宽比为0.5的试验壁板模型,采用Menter’s SST两方程湍流模型,通过CFD/CSD耦合实现超声速及高超声速壁板颤振的时域计算,来研究湍流边界层厚度对颤振动压的影响。分别计算了不同马赫数下不同边界层厚度的颤振动压。结果表明,边界层厚度在低超声速阶段对颤振动压影响显著。在马赫数为1.2时边界层影响达到最大,其结果超过无粘结果160%,计算结果和试验值吻合良好。随着马赫数增加湍流边界层影响很快降低,但仍有较大影响,在马赫数为8.0时颤振动压比无粘结果高20%。因此,要更精确计算高超声速流动中的壁板颤振,湍流边界层效应是必须考虑的因素。     

大跨度斜拉桥颤振主动控制研究

对受气动荷载作用的大跨度斜拉桥进行分析,对安装主动质量阻尼器（ＡＭＤ）的斜拉桥建立了全桥的三维运动方程,采用实模态对运动方程进行降阶,并根据最优控制理论,对ＡＭＤ用于大跨度斜拉桥的颤振实施主动控制进行了理论研究,推导了ＡＭＤ用于控制斜拉桥颤振的理论公式,并编写了相应的计算程序。最后,以一座斜拉桥为例,分析了ＡＭＤ对颤振的主动控制效果。     

主动气动弹性机翼多控制面配平综合优化设计

针对主动气动弹性机翼（active aeroelastic wing,简称AAW）,基于遗传算法发展一种可以同步考虑结构优化和配平关系优化的综合设计方法,并在采用了AAW技术的战斗机的设计中得到了应用。以结构质量最小化为目标,以控制面偏转、铰链力矩、翼根载荷和临界颤振速度为约束条件,在多种平飞滚转机动状态下对战斗机机翼...     

基于路面等级聚类识别及LQR权重动态最优的主动悬架控制研究

针对目前主动悬架LQR控制器的最优加权矩阵Q和R基本为定值,无法体现车辆以不同车速行驶在不同等级路面时对悬架性能要求的动态变化性,提出一种主动悬架LQR控制系统的最优加权矩阵Q能随路面等级不同而动态调整的控制策略.首先以双质量振动模型为研究对象,设计LQR多目标控制器,同时,采用支持向量机(Support vector...     

高超声速气动热弹性分析降阶研究

高超声速气动热弹性分析涉及流场、结构场和热力场间的相互耦合,计算复杂且耗时长。根据分层求解策略提出了一种基于降阶模型的高超声速气动热弹性分析框架。分别采用系统辨识法和本征正交分解法对高超声速气动力和气动热建立降阶模型,并与模态叠加法耦合实现热配平状态下气动热弹性问题的快速计算。以典型高超声速三维机翼为例,预测热结构的颤振动压,并与全阶流-固-热耦合计算结果对比吻合较好。所提出的气动热弹性分析框架提高了计算效率,而且精度高,可应用于工程分析中。     

副翼对机翼颤振特性的影响研究

机翼颤振主要是机翼弯扭颤振和翼面-副翼颤振两种,本文对上述两种颧振性的原理进行了阐述,并结合机翼有限元模型．进行了颤振计算分析,讨论了不同副翼偏转频率对机翼颤振型的影响,为结构设计及优化提供了参考依据。     

基于模态控制法的振动主动控制试验研究

根据模态控制法的思想,直接对被控制对象的模态振型进行控制,最终达到减小传递到基础上的振动的目的。试验结果表明,所要控制的模态振型得到控制,被控结构向基础传递的振动减小。     

机翼失速颤振抑制的合成射流相位控制方法

提出合成射流抑制机翼失速颤振的相位控制方法。基于复合材料闭口截面薄壁梁理论建立了三元机翼两自由度的动力学模型,并采用CFD软件模拟了合成射流作用下翼型周围的流场,发现在一定条件下,合成射流可控制脱落涡的相位。在此基础上,提出采用合成射流控制翼展涡脱相位,降低脉动气动载荷在各阶振型上的投影幅值来抑制失速颤振。以NACA0012复合材料三元机翼为例,对其进行数值验证。结果表明:当翼展上合成射流激励器之间的相位差较大时,一阶弯曲和一阶扭转的共振幅值可降至约6%,而二阶弯曲和二阶扭转的共振幅值可降至10%。     

机翼颤振模型的结构动力学设计

介绍了围绕某型飞机机翼颤振模型的结构动力学设计所开展的研究工作，内容包括设计目标与设计参数的确定、设计模型与设计变量的选取、设计方法与优化方法、主体结构与边界条件设计等。试验结果表明，设计出的颤振模型满足预定的振动特性要求。     

一种考虑攻角影响的超音速翼面颤振分析方法

采用活塞理论计算非定常气动力，用新的方法考虑了攻角的影响，和颤振运动方程耦合求解三维翼面的颤振临界条件。分别计算了四种翼型(平板翼，圆弧翼，六边形翼和四边形翼)的颤振临界速度，计算结果和风洞试验数据比较，二者相当一致。     

带有结构刚度非线性的跨音速翼型颤振特性研究

以非定常纳维尔－斯托克斯方程为主管方程,计算翼型振荡的瞬态非定常气动力,并与带有结构刚度非线性的颤振方程耦合求解,用时间推进的方法,计算了带有结构刚度非线性的结构响应特性,及带有三次型刚度和间隙型刚度非线性的跨音速翼型库振特性。计算研究表明,岂于同时具有结构和气动非线性,导致了振荡极限环极为复杂的特性。     

圆纬机主动式送纱控制系统设计

针对目前圆纬机送纱方式存在的纱线输送速度不可任意调节或调节费时费力,以及纱线张力波动大等问题,提出了一种由伺服电机直接驱动的积极式送纱方式.结合现代传感器技术、嵌入式技术和智能控制技术,开发了圆纬机主动式送纱控制系统,并详细阐述了该控制系统的原理、硬件设计和软件开发过程.经过理论分析和实际测试验证,该主动式送纱控制系统能够满足圆纬机编织时纱线输送的控制要求,设计方案合理可行.     

基于STM32的某型主动防护控制系统设计

主动防护系统通过拦截模块对来袭弹药进行拦截或摧毁,避免弹药对坦克等装甲车辆形成直接侵彻爆炸破坏,极大提升了其战场存活率.本文基于STM32主动防护系统设计了一款控制器来接收探测系统的数据和控制拦截系统.首先设计硬件电路,主要包括通信模块、存储模块、检测模块、电源模块,其中根据火工品特性采用并联电桥法进行检测,通过双MOS管控制起爆和检测,提高各模块的自动化程度.其次依据系统工作流程和通讯协议进行软件设计,软件采用模块化设计,简化程序的同时提高可扩展性和重用性.最后通过仿真实验去验证各模块的可行性和可靠性.结果表明,该控制系统能够实现对火工品电阻的安全精密测量,保证火工品安全可靠的起爆以及建立稳定高效的通信.     

机器-基础耦合振动功率流传递最优控制

建立了机器-基础耦合振动状态空间方程，对系统的耦合振动特性与模型降阶进行了研究。给出了状态观测器构造的一般方法。从功率流传递的角度，对模态耦合振动线性二次调节器（LQR）控制效果进行了评估。数值计算表明：机器-基础的耦合振动主要表现为机器Z向模态与基础第一阶弯曲模态的耦合振动。以模态速度为LQR控制指标可有效地衰减共振频率处功率流传递、阶跃响应收敛时间较短。     

基于自抗扰控制的放卷系统张力控制器设计

目的在印刷机放卷系统中,利用自抗扰控制(ADRC)技术,提出一种张力控制的新方法。方法根据放卷系统的工作机理,首先建立放卷张力系统的非线性数学模型,推导了系统阶数和输入系数。然后针对所建立的放卷张力系统数学模型,利用ADRC技术设计放卷系统的张力观测器和张力控制器。最后通过仿真和实验验证所设计的张力控制器的内部鲁棒性和抗干扰性能。结果在ADRC控制下,张力T2不受辊筒1半径R1和辊筒2角速度ω2变化的影响,能够快速无超调地达到稳定值60 N;随着R1的减小和ω2的增大,ADRC控制下产生的误差无论从数值上还是持续时间上都比PID控制下产生的误差小得多。结论仿真和实验的结果表明,所设计的ADRC控制器较传统PID控制器具有更好的鲁棒性和抗干扰性。