倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积可视化计算方法

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作者 宋伟 王琦 何国毅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2492-2502,共11页

机翼滑流区面积计算是进行倾转旋翼飞行器旋翼与机翼气动干扰分析的关键,针对倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积计算,基于CATIA二次开发和参数化设计技术,结合气动计算和三维几何图形运算,提出一种可视化计算方法,其能够在考虑机翼和旋翼参... 机翼滑流区面积计算是进行倾转旋翼飞行器旋翼与机翼气动干扰分析的关键,针对倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积计算,基于CATIA二次开发和参数化设计技术,结合气动计算和三维几何图形运算,提出一种可视化计算方法,其能够在考虑机翼和旋翼参数影响的情况下,准确计算机翼滑流区面积,并且能够直观地确定机翼滑流区区域及机翼滑流区随各项参数的动态变化过程。通过基于XV-15倾转旋翼飞行器参数进行实例计算和分析,结果表明:机翼安装角、后掠角、上反角等机翼参数在纵向和侧向分析时对机翼滑流区面积影响较小;旋翼后倒角、侧倒角及旋翼主轴侧倾角等旋翼参数对机翼滑流区面积影响较大;在不考虑旋翼后倒角和侧倒角的情况下,采用所提方法对XV-15倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积进行计算,计算精度最大可提升18.976%。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 机翼滑流区 可视化计算 CATIA二次开发 参数化设计

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倾转旋翼飞行器飞行力学模型研究 被引量：14

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作者 宋彦国 王焕瑾 +1 位作者 沙虹伟 徐敏 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期192-196,共5页

对倾转旋翼飞行器飞行力学模型的建立进行了理论研究。其中旋翼的气动模型,使用了非定常叶素理论,而对于机翼、尾翼和机身的气动力计算则采用了成熟的升力线理论模型。对于气动干扰的问题,则主要是考虑了机翼与旋翼的气动干扰。最后对... 对倾转旋翼飞行器飞行力学模型的建立进行了理论研究。其中旋翼的气动模型,使用了非定常叶素理论,而对于机翼、尾翼和机身的气动力计算则采用了成熟的升力线理论模型。对于气动干扰的问题,则主要是考虑了机翼与旋翼的气动干扰。最后对算例飞行器不同模式下的飞行状态进行了飞行特性计算,验证了所建模型的合理性。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 飞行力学模型 叶素理论 气动干扰

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倾转旋翼飞行器无模型自适应姿态控制 被引量：13

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作者 夏青元 徐锦法 张梁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期146-151,共6页

采用余弦加权分配法克服了控制操纵冗余问题,采用内/外回路控制结构解决了通道间耦合问题,实现了不同飞行模式下飞行控制系统统一建模。针对无人倾转旋翼飞行器动力学模型难于准确建立问题,引入伪梯度向量和伪阶数,应用无模型自适应飞... 采用余弦加权分配法克服了控制操纵冗余问题,采用内/外回路控制结构解决了通道间耦合问题,实现了不同飞行模式下飞行控制系统统一建模。针对无人倾转旋翼飞行器动力学模型难于准确建立问题,引入伪梯度向量和伪阶数,应用无模型自适应飞行控制策略,使飞行控制系统对存在动力学特性非线性、时变性和未建模部分的被控对象具有更强的自适应性和鲁棒性。仿真验证了无模型自适应控制器的自适应性和鲁棒性优于比例-积分-微分控制器,给出了倾转旋翼飞行器由直升机模式到过渡模式再到飞机模式的全过程仿真,验证了无模型自适应控制器能够应用于倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计,为无人倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计,提供了一套新的控制系统设计方法,便于工程实现。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 无模型自适应控制 飞行控制系统 仿真验证 鲁棒性分析 无人飞行器

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无人倾转旋翼飞行器冗余操纵控制策略设计 被引量：8

4

作者 夏青元 徐锦法 +1 位作者 张梁 金开保 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期121-128,共8页

根据所建立的无人倾转旋翼飞行器飞行动力学模型配平和小扰动线性化处理结果分析了不同飞行模式下的操纵效率,应用多目标非线性控制方法的目标优化函数性能指标得到了操纵效率矩阵系数,设计了一套实用的舵面驱动分配策略,实现了飞行器... 根据所建立的无人倾转旋翼飞行器飞行动力学模型配平和小扰动线性化处理结果分析了不同飞行模式下的操纵效率,应用多目标非线性控制方法的目标优化函数性能指标得到了操纵效率矩阵系数,设计了一套实用的舵面驱动分配策略,实现了飞行器全模式飞行,解决了飞行控制随飞行模式变化所要求的操纵冗余问题.采用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计控制器,有效降低了飞行控制器的设计难度.给出了一个全模式飞行仿真样例,运用线性PID控制器实现了稳定飞行控制.利用倾转旋翼飞行器飞行动力学模型仿真验证了操纵分配策略的有效性. 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 控制分配 多目标优化 操纵策略 飞行控制 仿真验证 操纵导数

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倾转旋翼飞行器的操纵策略和配平方法 被引量：20

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作者 曹芸芸 陈仁良 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期6-10,共5页

根据倾转旋翼飞行器的构型特点,建立了倾转旋翼飞行器旋翼、机翼、短舱、机身、平尾(含升降舵)和垂尾(含方向舵)的气动力模型,研究了倾转旋翼飞行器的操纵策略以满足直升机模式的悬停/小速度飞行、直升机模式向固定翼飞机模式转换的过... 根据倾转旋翼飞行器的构型特点,建立了倾转旋翼飞行器旋翼、机翼、短舱、机身、平尾(含升降舵)和垂尾(含方向舵)的气动力模型,研究了倾转旋翼飞行器的操纵策略以满足直升机模式的悬停/小速度飞行、直升机模式向固定翼飞机模式转换的过渡飞行和固定翼飞机模式的高速飞行,并运用最优方法研究倾转旋翼飞行器在不同飞行速度下作稳定对称飞行时的配平方法。最后以XV-15倾转旋翼飞行器为例,进行各种飞行模式的配平。结果表明:本文所述方法能合理地给出倾转旋翼飞行器在整个稳定飞行速度范围内的操纵量和姿态。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 稳定飞行 配平

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倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析 被引量：2

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作者 鲁可 刘春生 +1 位作者 汪正中 陈仁良 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期910-916,共7页

为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操... 为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操纵策略数学模型。最后以通用倾转旋翼飞行器数学模型和飞行试验数据,对建立的数学模型进行验证。仿真结果表明建立的飞行动力学模型具有良好的精度,适用于飞行动力学其他问题的分析研究。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 飞行动力学 有限状态尾迹模型 气动干扰 配平 动态响应

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基于广义动态尾迹倾转旋翼飞行器数学建模 被引量：2

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作者 鲁可 刘春生 +1 位作者 汪正中 杨永飞 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期848-855,共8页

为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,采用广义动态尾迹理论建立旋翼的诱导速度模型,进而建立了旋翼气动力计算模型;考虑旋翼尾流对机翼的影响,建立了机翼气动力模型;考虑旋翼和机翼对其他升力面的气动干扰,建立相应的气动力计算模... 为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,采用广义动态尾迹理论建立旋翼的诱导速度模型,进而建立了旋翼气动力计算模型;考虑旋翼尾流对机翼的影响,建立了机翼气动力模型;考虑旋翼和机翼对其他升力面的气动干扰,建立相应的气动力计算模型;最后以XV-15倾转旋翼飞行器为例,对建立的模型进行验证。仿真结果表明:建立的飞行动力学模型可以很好地反映飞行器的物理特性,适用于倾转飞行器的飞行动力学研究。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 飞行动力学 广义动态尾迹 气动干扰 配平

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基于自抗扰滑模理论的倾转旋翼飞行器非线性姿态控制研究 被引量：3

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作者 潘震 池程芝 +1 位作者 张竞凯 李铁颖 《航空兵器》 北大核心 2018年第6期44-49,共6页

倾转旋翼飞行器具有非定常、非线性、不同通道耦合明显和控制冗余等特性。本文基于分体法和Pitt-Peters动态入流理论建立的非线性模型能够很好模拟该类飞行器气动力学特征。结合自抗扰控制理论、滑模控制理论和动态面控制理论的新型自... 倾转旋翼飞行器具有非定常、非线性、不同通道耦合明显和控制冗余等特性。本文基于分体法和Pitt-Peters动态入流理论建立的非线性模型能够很好模拟该类飞行器气动力学特征。结合自抗扰控制理论、滑模控制理论和动态面控制理论的新型自抗扰滑模控制算法,利用跟踪微分器得到对象姿态角和姿态角速度的指令,利用基于滑模理论的新型滑模扩张状态观测器估计内外部干扰,包括模型误差和多通道耦合等。该新型算法具有对被控对象摄动和内外部干扰适应能力强、参数清晰等优点。不同飞行状态的仿真结果表明,该算法具有较好的控制效果和鲁棒性。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 非线性模型 自抗扰滑模控制 跟踪微分器 滑模扩张状态观测器

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基于增量动态逆的倾转旋翼飞行器飞行控制律设计 被引量：6

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作者 郑琛 唐鹏 李秋实 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2457-2466,共10页

针对非线性动态逆控制对模型精确度要求高、鲁棒性差的特点,设计了基于增量非线性动态逆方法的倾转旋翼飞行器全模式飞行控制律。在倾转旋翼飞行器动力学模型的基础上推导出增量动态逆控制律,针对倾转旋翼飞行器操纵存在冗余的特点,在... 针对非线性动态逆控制对模型精确度要求高、鲁棒性差的特点,设计了基于增量非线性动态逆方法的倾转旋翼飞行器全模式飞行控制律。在倾转旋翼飞行器动力学模型的基础上推导出增量动态逆控制律,针对倾转旋翼飞行器操纵存在冗余的特点,在增量动态逆算法的基础上引入舵面控制分配算法;提出一种实时解算控制效率B阵的方法,并设计了一种能够降低对精确数学模型依赖的全模式控制律。通过仿真验证了所提算法对倾转旋翼飞行器控制的有效性。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 非线性增量动态逆 飞行控制律 仿真验证

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基于Hamilton体系的Lagrange方程盒式倾转旋翼无人机建模 被引量：1

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作者 吴翰 王正平 +1 位作者 周洲 王睿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2320-2328,共9页

针对倾转旋翼飞行器动态倾转过程中动力学建模问题进行了研究。首先,从多体动力学出发,以某盒式倾转旋翼无人机为算例,将该无人机假设成由机翼、机体、涵道风扇、倾转旋翼等组成的多刚体系统。其次,通过不同刚体质心间的位移约束,建立... 针对倾转旋翼飞行器动态倾转过程中动力学建模问题进行了研究。首先,从多体动力学出发,以某盒式倾转旋翼无人机为算例,将该无人机假设成由机翼、机体、涵道风扇、倾转旋翼等组成的多刚体系统。其次,通过不同刚体质心间的位移约束,建立该无人机系统的非保守力和力矩矩阵,以及动能、势能、余虚功和逆势能模型。最后,分别基于Hamilton体系下的Lagrange方程和第二类Lagrange方程推导并建立了该盒式倾转旋翼无人机的动力学模型。仿真结果表明:两类Lagrange方程所建动力学模型的仿真结果与实验数据一致,验证了所提建模方法的合理性;在倾转旋翼转速不变的情况下,倾转过程所用时间越长,无人机掉高越少,轨迹越光滑,但输入能量越多,具体倾转过程的设计要根据实际输入能量、倾转时间等需求进行确定。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 盒式翼布局 Hamilton体系下Lagrange方程 第二类Lagrange方程 多体动力学

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倾转旋翼机平均驻留时间切换鲁棒H∞跟踪控制 被引量：5

11

作者 杨洁 陈谋 +1 位作者 熊师洵 熊英 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1018-1027,共10页

针对倾转旋翼飞行器模态转换阶段的飞行控制问题,本文给出了倾转旋翼机纵向运动飞行控制系统模型和一种基于参考模型的鲁棒跟踪控制方法.为了保证闭环系统在切换过程中稳定并同时满足指定的鲁棒H∞性能指标,利用状态观测器对系统不可观... 针对倾转旋翼飞行器模态转换阶段的飞行控制问题,本文给出了倾转旋翼机纵向运动飞行控制系统模型和一种基于参考模型的鲁棒跟踪控制方法.为了保证闭环系统在切换过程中稳定并同时满足指定的鲁棒H∞性能指标,利用状态观测器对系统不可观测状态进行估计,结合模型依赖平均驻留时间方法提出了一种倾转旋翼机切换鲁棒H∞跟踪控制方法,通过求解线性矩阵不等式得到控制器增益,并分析了系统的鲁棒稳定性.仿真结果表明,所提出的方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换具有鲁棒性. 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 鲁棒H∞控制 平均驻留时间 状态观测

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南京航空航天大学学报2009年（第41卷1-6期）总目次

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《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期I0001-I0009,共9页

低温环境下超声电机定子特性……郑伟 赵淳生（1-1） 倾转旋翼飞行器的操纵策略和配平方法……曹芸芸 陈仁良（1-6） 多层设计参数的叶型气动优化……汪光文 周正贵 胡骏（1-11） 温度变化对振动信号传输的影响分析……门秀花 李舜酩（1... 低温环境下超声电机定子特性……郑伟 赵淳生（1-1） 倾转旋翼飞行器的操纵策略和配平方法……曹芸芸 陈仁良（1-6） 多层设计参数的叶型气动优化……汪光文 周正贵 胡骏（1-11） 温度变化对振动信号传输的影响分析……门秀花 李舜酩（1-16） 展开更多

关键词 大学学报 航空航天 倾转旋翼飞行器 南京 电机定子 低温环境 配平方法 操纵策略

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