機(jī)翼顫振控制與不確定性優(yōu)化問(wèn)題研究.pdf

1、飛機(jī)氣動(dòng)彈性及其優(yōu)化設(shè)計(jì)是飛機(jī)研制中的重要內(nèi)容之一。已有工作主要基于傳統(tǒng)的確定性方法，而實(shí)際工程中，不確定性因素?zé)o處不在，且不確定程度參差不一，將直接導(dǎo)致其實(shí)際性能和設(shè)計(jì)值相差較遠(yuǎn)。而氣動(dòng)彈性優(yōu)化方案更需要具有穩(wěn)健性，并能在設(shè)計(jì)階段就將各種系統(tǒng)參數(shù)不確定因素納入設(shè)計(jì)范圍。
　　 本文在全面回顧了傳統(tǒng)氣動(dòng)彈性顫振優(yōu)化分析方法的基礎(chǔ)上，對(duì)包含不確定性的機(jī)翼氣動(dòng)彈性優(yōu)化方法進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究和探索。分別研究了包含隨機(jī)不確定因素的顫振優(yōu)

2、化設(shè)計(jì)和包含區(qū)間不確定因素的顫振優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用響應(yīng)面法實(shí)現(xiàn)了基于隨機(jī)不確定性的機(jī)翼結(jié)構(gòu)顫振優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，和基于區(qū)間不確定性的機(jī)翼結(jié)構(gòu)不確定性分析。數(shù)值算例證明了方法的可行性和高效性。
　　 本文主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新包括如下幾個(gè)方面：
　　 1、根據(jù)模糊控制不依賴于被控對(duì)象的精確模型，對(duì)參數(shù)變化不敏感，具有很強(qiáng)魯棒性的特點(diǎn)，提出一種模糊邏輯控制器，對(duì)包含間隙的二元機(jī)翼極限環(huán)振蕩進(jìn)行控制，并對(duì)其響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行探討和研究。數(shù)值仿真結(jié)果

3、表明，模糊控制器能夠有效抑制非線性極限環(huán)振動(dòng)，使系統(tǒng)迅速達(dá)到穩(wěn)定，提高系統(tǒng)顫振速度。
　　 2、考慮氣動(dòng)彈性系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)不確定性，提出一種基于響應(yīng)面法，以機(jī)翼結(jié)構(gòu)的顫振性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)的可靠性優(yōu)化方法，并用復(fù)合材料層合板翼模型驗(yàn)證其可行性和正確性。該方法能夠高效率地對(duì)包含隨機(jī)不確定性的機(jī)翼顫振問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。
　　 3、考慮氣動(dòng)彈性系統(tǒng)參數(shù)隨機(jī)不確定性，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代理模型的機(jī)翼結(jié)構(gòu)顫振可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該法

4、效率高，節(jié)約計(jì)算成本，能夠有效解決復(fù)雜機(jī)翼結(jié)構(gòu)不確定性顫振優(yōu)化問(wèn)題。
　　 4、針對(duì)工程問(wèn)題中不確定因素統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息不完備、待設(shè)計(jì)目標(biāo)不具備函數(shù)表達(dá)式問(wèn)題，提出了基于Kriging代理模型、包含區(qū)間不確定性參數(shù)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該方法給出了穩(wěn)健性優(yōu)化模型，并將其轉(zhuǎn)換為易于實(shí)現(xiàn)確定性形式。該方法不需要考慮不確定性參數(shù)的分布型式，也不要求目標(biāo)函數(shù)或約束函數(shù)連續(xù)性、可導(dǎo)性等，對(duì)數(shù)學(xué)模型要求不高；更方便工程設(shè)計(jì)人員選擇對(duì)目標(biāo)