基于非定常渦的結構非線性氣動伺服彈性研究.pdf

1、本文的研究范圍是亞音速、無粘、不可壓流，在獲取時域非定常氣動力時采用降階的連續(xù)時間非定常渦方法。首先對二元非定常渦理論作簡要介紹和總結，然后將非定常渦控制方程與二元機翼動力學方程耦合得到了狀態(tài)空間形式的氣動彈性方程，進行了線性顫振分析，并與經(jīng)典V-g法分析結果進行了對比。 在結構非線性方面，考慮了一種“中心間隙－干摩擦型”，即遲滯非線性模型，并建立了數(shù)學表達式。在此基礎上建立了具有這類非線性環(huán)節(jié)的二元機翼氣動彈性方程，進行了非

2、線性顫振分析，并與時域Roger擬合方法以及頻域等效線化方法的結果作對比。最后比較了結構上遲滯非線性特性與中心間隙非線性特性對二元機翼氣動彈性系統(tǒng)的顫振特性的影響。 隨后，針對二元機翼進行了氣動伺服彈性研究，主要集中在反饋控制以及延遲反饋控制對氣動彈性穩(wěn)定性的影響。即利用二元機翼的沉浮、俯仰運動的位移、速度信號作為反饋控制信號，對主動氣動彈性系統(tǒng)進行原理性研究。首先利用頻域傳遞函數(shù)模型，針對延遲量、反饋增益等參數(shù)，對線性氣動伺

3、服彈性系統(tǒng)的顫振穩(wěn)定性特性進行分析，然后利用非定常渦方法，建立含有延遲反饋控制的氣動彈性系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并與頻域穩(wěn)定性分析結果進行了對比，進一步考察了帶結構非線性環(huán)節(jié)情況下的延遲反饋氣動伺服彈性系統(tǒng)的顫振穩(wěn)定性特性。 最后，對MATLAB/SIMULINK環(huán)境下如何建立非線性氣動伺服彈性模型進行了初步研究。將連續(xù)時間域非定常渦控制方程推廣到三自由度帶操縱面二元機翼模型上。建立其狀態(tài)空間模型后作線性顫振分