后緣小翼智能旋翼振動(dòng)主動(dòng)控制優(yōu)化算法研究.pdf

1、振動(dòng)問題是直升機(jī)問世以來一直存在并重視的問題，每一次處理振動(dòng)技術(shù)的革新都伴隨著直升機(jī)工程技術(shù)的更新?lián)Q代。旋翼系統(tǒng)的振動(dòng)是直升機(jī)振動(dòng)的主要來源，不少學(xué)者針對(duì)降低旋翼系統(tǒng)的振動(dòng)水平做出了長(zhǎng)期的努力，利用智能材料驅(qū)動(dòng)后緣小翼開展旋翼振動(dòng)主動(dòng)控制成為研究熱點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)研究中體現(xiàn)出了技術(shù)優(yōu)勢(shì)和良好效果。在旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小翼按控制律偏移，由此產(chǎn)生了額外氣動(dòng)力和慣性力與基礎(chǔ)槳葉動(dòng)載荷疊加達(dá)到降低槳葉及槳轂的振動(dòng)水平的目的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)水平的控制。

2、r>　　本文的研究目的在于建立快速尋優(yōu)實(shí)現(xiàn)最小槳轂振動(dòng)水平所需的小翼偏轉(zhuǎn)控制操縱計(jì)算方法，以提高控制槳轂振動(dòng)水平的快速響應(yīng)能力。本文首先建立帶有后緣小翼槳葉的旋翼氣彈耦合動(dòng)力學(xué)模型，采用大變形槳葉模型處理彈性槳葉的非線性，采用力積法計(jì)算槳葉振動(dòng)載荷，使得以小翼運(yùn)動(dòng)為輸入，能夠得到槳轂的振動(dòng)輸出。然后基于此模型尋找最小振動(dòng)水平輸出對(duì)應(yīng)的最優(yōu)小翼控制操縱律。本文主要研究對(duì)通過頻率影響顯著的小翼(Nb–1)Ω、NbΩ和(Nb＋1)Ω運(yùn)動(dòng)分量上

3、偏轉(zhuǎn)操縱對(duì)旋翼系統(tǒng)的振動(dòng)影響。小翼運(yùn)動(dòng)使用多個(gè)不同頻率的正、余弦函數(shù)的偏轉(zhuǎn)幅值表征，因此其控制效果可以通過多維點(diǎn)表示。運(yùn)用拉丁超立方抽樣法生成多個(gè)樣本點(diǎn)，帶入動(dòng)力學(xué)模型得出振動(dòng)輸出。使用徑向基函數(shù)插值方法根據(jù)輸入輸出推算出動(dòng)力學(xué)模型的代理模型，此代理模型可以在誤差允許范圍內(nèi)代替氣彈耦合動(dòng)力學(xué)模型，因此能夠節(jié)約大量的計(jì)算時(shí)間成本。然后運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法尋找代理模型對(duì)應(yīng)最小振動(dòng)的最優(yōu)輸入，即所需的最優(yōu)小翼運(yùn)動(dòng)控制，以達(dá)到降低控制律計(jì)算量或提