基于CFD的變體飛行器變形過(guò)程氣動(dòng)特性及控制問(wèn)題研究.pdf

1、變體飛行器是一種新型的全新概念的航空飛行器，與普通固定翼飛機(jī)相比具有很多的優(yōu)勢(shì)，歐美各國(guó)早就有變體飛行器的研究項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)在這方面的研究也相繼展開(kāi)。飛行器的變形技術(shù)是一種對(duì)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)有重大意義的技術(shù)。本文就借助了計(jì)算流體力學(xué)的手段，對(duì)一種可變彎度的變體飛行器進(jìn)行變形控制問(wèn)題研究，實(shí)現(xiàn)了變體飛行器系統(tǒng)的變形過(guò)程的穩(wěn)定控制及其變形機(jī)動(dòng)控制。
　　本文首先是介紹了計(jì)算流體力學(xué)一些基礎(chǔ)知識(shí)，以及CFD軟件FLUENT的數(shù)值計(jì)算仿真方法。在

2、FLUENT軟件的前端處理軟件包Gambit中，建立了翼型彎度變化的變形翼網(wǎng)格模型，在FLUENT軟件中進(jìn)行數(shù)值仿真，并且在仿真過(guò)程中捕捉到了亞音速狀態(tài)下翼面出現(xiàn)的局部激波現(xiàn)象。
　　然后，分析了不同條件下通過(guò)數(shù)值仿真得到變形翼的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，選取一組合適條件下的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)插值法擬合了氣動(dòng)參數(shù)和彎度之間的函數(shù)關(guān)系。并且對(duì)整體變體飛行器的與彎度變化相關(guān)的氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行估算和修正。
　　最后，本文利用氣動(dòng)參數(shù)與彎度之間擬合的函

3、數(shù)關(guān)系，建立了變體飛行器的變參數(shù)模型，得到了含有彎度變量的狀態(tài)方程模型。并且運(yùn)用魯棒最優(yōu)控制理論的方法，針對(duì)變體飛行器變參數(shù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了不確定性系統(tǒng)的魯棒LQ最優(yōu)控制律。先是對(duì)變體飛行器進(jìn)行了變形穩(wěn)定控制，仿真結(jié)果表明變體飛行器在變形過(guò)程中保持了飛行速度、高度和飛行品質(zhì)，最終達(dá)到了新的平衡點(diǎn)，另外還研究比較了不同變形速率對(duì)變體飛行器穩(wěn)定控制的影響。然后研究了變體飛行器的變形機(jī)動(dòng)控制，結(jié)果表明在保持油門(mén)和飛行速度不變的情況下實(shí)現(xiàn)了高度的爬