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直升机旋翼/机身耦合系统的气弹响应分析(一)旋翼系统的建模 被引量:5
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作者 郑兆昌 程永明 任革学 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期33-38,共6页
直升机系统是一个流体、固体、刚体和控制相互耦合的非线性时变系统。其气弹响应问题的研究长期为国内外学者注视。本文对旋翼考虑不同的耦合层次,及诸因素的各项贡献,建立其耦合模型。应用Hamilton变分原理建立旋翼系统运动... 直升机系统是一个流体、固体、刚体和控制相互耦合的非线性时变系统。其气弹响应问题的研究长期为国内外学者注视。本文对旋翼考虑不同的耦合层次,及诸因素的各项贡献,建立其耦合模型。应用Hamilton变分原理建立旋翼系统运动方程。 展开更多
关键词 直升机动力学 气弹响应 旋翼系统 机身 建模
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直升机传动系统和旋翼系统关键技术 被引量:10
2
作者 陈铭 徐冠峰 张磊 《航空制造技术》 2010年第16期32-37,共6页
由于直升机的速度较低,一般最大速度不超过350km/h,机身的气动外形对飞行性能的影响相对固定翼飞机来说较弱。因此,有人说直升机气动特性主要是旋翼气动特性。就直升机本体技术而言,传动系统和旋翼系统是直升机最重要的关键部件,反映了... 由于直升机的速度较低,一般最大速度不超过350km/h,机身的气动外形对飞行性能的影响相对固定翼飞机来说较弱。因此,有人说直升机气动特性主要是旋翼气动特性。就直升机本体技术而言,传动系统和旋翼系统是直升机最重要的关键部件,反映了直升机技术的本质和特征。 展开更多
关键词 直升机技术 旋翼系统 传动系统 本体技术 最大速度 气动特性 固定翼飞机 飞行性能
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基于仿真数据的旋翼系统故障识别 被引量:4
3
作者 杨茂 李小龙 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2188-2194,共7页
采用广义回归神经网络(GRNN)对3种直升机旋翼故障(配平调整片误调、变距拉杆误调、质量不平衡)进行识别.采用三层网络分别识别旋翼故障的类型、位置和程度.网络训练集和测试集采用基于耦合的旋翼-机身仿真结果(包含故障旋翼响应、桨毂... 采用广义回归神经网络(GRNN)对3种直升机旋翼故障(配平调整片误调、变距拉杆误调、质量不平衡)进行识别.采用三层网络分别识别旋翼故障的类型、位置和程度.网络训练集和测试集采用基于耦合的旋翼-机身仿真结果(包含故障旋翼响应、桨毂载荷、机身振动水平).为提高网络泛化能力,在仿真结果中添加了噪声.结果表明:1)训练好的GRNN能从包含噪声的直升机响应中对故障做出识别,使用仿真数据训练的GRNN可用于旋翼健康和使用监测系统(HUMS)的开发;2)使用包含噪声的数据训练网络能显著提升GRNN的泛化能力;3)合理选择网络扩展常数对于预测准确性非常重要. 展开更多
关键词 广义回归神经网络 旋翼系统 故障识别 健康和使用监测系统
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直升机旋翼系统的CATIA参数化建模及多体运动仿真 被引量:2
4
作者 范平平 张虎 《南方农机》 2018年第13期3-7,共5页
直升机是一种旋翼飞行器,旋翼系统的运动可靠性直接关系着直升机的飞行安全。为了准确可靠地模拟直升机旋翼系统运动,提出了一种基于CATIA运动仿真模块创建直升机旋翼系统运动仿真模型的方法。采用CATIA知识工程模块实现不同飞行状态运... 直升机是一种旋翼飞行器,旋翼系统的运动可靠性直接关系着直升机的飞行安全。为了准确可靠地模拟直升机旋翼系统运动,提出了一种基于CATIA运动仿真模块创建直升机旋翼系统运动仿真模型的方法。采用CATIA知识工程模块实现不同飞行状态运动仿真分析的自动化循环过程,建立了旋翼桨毂和自动倾斜器的运动骨架模型,并对不同飞行状态下的旋翼桨毂和自动倾斜器进行实时的参数化运动仿真分析,得到了运动关节的运动普、部件的相互干涉、以及桨毂和自动倾斜器的运动包络体,为旋翼系统的研制提供了技术基础。 展开更多
关键词 直升机 旋翼系统 参数化建模 运动仿真
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基于改进型自抗扰控制的复合翼无人机旋翼控制系统设计与试验 被引量:3
5
作者 李世超 王富贵 +2 位作者 汪善武 常天星 魏雅川 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期68-79,共12页
针对多旋翼无人机在飞行过程中容易受到各种外部扰动的影响,以复合翼无人机的旋翼控制系统为研究对象,设计了一种自抗扰控制系统。首先,建立了多旋翼无人机系统运动学模型和动力学模型;其次,对自抗扰控制算法的特点展开研究,结合无人机... 针对多旋翼无人机在飞行过程中容易受到各种外部扰动的影响,以复合翼无人机的旋翼控制系统为研究对象,设计了一种自抗扰控制系统。首先,建立了多旋翼无人机系统运动学模型和动力学模型;其次,对自抗扰控制算法的特点展开研究,结合无人机模型分别设计了位置和姿态控制器。并改进了扩张状态观测器,引入了更精确的动力学模型,提升了扰动观测速度和估计精度,同时,降低了扩张状态观测器的阶数,提升了控制器调参简易性;再次,依据六自由度力和力矩的平衡方程,对本文研究对象搭建了控制分配模型。最终,采用Matlab/Simulink完成仿真模型设计和参数调节,对控制目标分别加入了内部重力扰动和外部风力扰动,仿真结果表明本文设计的控制器不仅可以很好地估计出系统内外扰动并进行补偿,而且具有极强的抗干扰性,可以保证无人机从初始点快速且平稳到达目标位置,并保持稳定悬停,姿态控制稳态误差在0.05°以内。 展开更多
关键词 复合翼无人机 旋翼控制系统 自抗扰控制 跟踪微分器 扩张状态观测器
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一种共轴双旋翼无人直升机旋翼及操纵系统设计
6
作者 刘帅 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第7期84-89,共6页
文中对共轴双旋翼无人直升机旋翼系统进行剖析,参考通航共轴双旋翼直升机的旋翼系统设计经验,结合无人直升机的特性,确定旋翼及操纵优化设计思路。根据共轴双旋翼无人直升机的总体参数,计算分析旋翼系统关键结构件的受力情况,进行旋翼... 文中对共轴双旋翼无人直升机旋翼系统进行剖析,参考通航共轴双旋翼直升机的旋翼系统设计经验,结合无人直升机的特性,确定旋翼及操纵优化设计思路。根据共轴双旋翼无人直升机的总体参数,计算分析旋翼系统关键结构件的受力情况,进行旋翼系统机构设计并对关键件进行强度分析。通过使用动力学分析软件,分析旋翼及操纵系统的控制方式,对旋翼及操纵机构的总距变化进行运动仿真,以供相关工作者参考。 展开更多
关键词 共轴双旋翼无人直升机 旋翼系统及操纵系统 理论计算 运动仿真 强度分析
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旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制 被引量:12
7
作者 孙敬陶 王耀南 +2 位作者 谭建豪 钟杭 李瑞涵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期505-515,共11页
旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立... 旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型和提出了基于力平衡原理的动力学联合建模,并通过欧几里得单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,在图像空间控制平移、笛卡尔空间控制旋转,减弱了平移与旋转之间的相互影响实现解耦效果,改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性.通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性. 展开更多
关键词 旋翼飞行机械臂系统 动力学联合建模 欧几里得重建 视觉伺服 手眼系统
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旋翼/机身耦合系统的固有特性研究 被引量:3
8
作者 袁胜弢 顾仲权 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期17-21,共5页
直升机的旋翼与机身在桨毂处是机械耦合的,用旋翼阻抗和机身阻抗在桨毂处匹配的方法分析旋翼/机身耦合系统的固有特性。旋翼阻抗由旋翼在固定坐标系中的运动方程得到,这个运动方程由旋翼旋转坐标系中的桨叶模态方程导出。机身阻抗可... 直升机的旋翼与机身在桨毂处是机械耦合的,用旋翼阻抗和机身阻抗在桨毂处匹配的方法分析旋翼/机身耦合系统的固有特性。旋翼阻抗由旋翼在固定坐标系中的运动方程得到,这个运动方程由旋翼旋转坐标系中的桨叶模态方程导出。机身阻抗可由机身的有限元分析计算或振动试验获得。还设计与加工了一个旋翼/梁耦合模型,对此模型进行了试验研究。试验结果和计算结果比较表明,分析旋翼/机身耦合系统固有特性的方法是可行的.且具有较高的精度。 展开更多
关键词 直升机 旋翼/机身耦合系统 旋翼阻抗 机身阻抗
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直升机旋翼设计技术应用现状及发展综述 被引量:10
9
作者 黄文俊 李满福 《航空制造技术》 2011年第17期32-35,共4页
本文从旋翼构型技术、桨毂设计技术、桨叶设计技术以及尾桨设计技术的现状和特点对直升机旋翼结构设计技术进行综述,以期为国内的直升机旋翼设计专业的发展提供参考。
关键词 复合材料桨叶 变距铰 挥舞铰 翼型 旋翼 升浆 直升机技术 桨毂 摆振铰 尾桨叶 弹性轴承 旋翼系统
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基于SO(3)的多四旋翼无人机编队协同控制 被引量:17
10
作者 马鸣宇 董朝阳 +1 位作者 马思迁 王青 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1229-1238,共10页
针对多四旋翼无人机系统的编队飞行问题,提出了基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法.在给出编队空间队形和通信拓扑描述后,建立了多四旋翼无人机系统SO(3)控制模型.由于SO(3)与传统俯仰/偏航/滚转三通道模型具有不同的结构,文中进一... 针对多四旋翼无人机系统的编队飞行问题,提出了基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法.在给出编队空间队形和通信拓扑描述后,建立了多四旋翼无人机系统SO(3)控制模型.由于SO(3)与传统俯仰/偏航/滚转三通道模型具有不同的结构,文中进一步研究了SO(3)中无人机之间相对误差的表示方法,设计了适用于多飞行器的SO(3)控制器实现对编队和姿态的协同控制.推力控制器用于调节无人机的位置与速度,并在此基础上构造旋转矩阵形式的姿态协同指令.文中相应设计了SO(3)姿态控制器用于实现指令跟踪,最后从理论上对协同稳定性进行了分析.提出的控制方法能够使得多四旋翼无人机形成期望的队形,并且保持姿态一致进行稳定飞行.仿真结果验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 多四旋翼无人机系统 飞行编队 协同控制 SO(3)
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直升机振动主动控制方法研究综述
11
作者 王潇 杨一凡 张硕 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-10,共10页
直升机振动问题突出,振动控制技术始终是直升机发展过程中的一项关键技术。回顾了直升机振动控制技术的研究进展,重点综述了直升机振动主动控制技术。首先给出了直升机振动控制发展至今的技术分类,简要介绍了直升机振动被动控制技术原理... 直升机振动问题突出,振动控制技术始终是直升机发展过程中的一项关键技术。回顾了直升机振动控制技术的研究进展,重点综述了直升机振动主动控制技术。首先给出了直升机振动控制发展至今的技术分类,简要介绍了直升机振动被动控制技术原理,着重对振动主动控制技术的原理和发展,包括作用于机身结构的主动控制,作用于自动倾斜器的高阶谐波控制和独立桨叶控制,作用于桨叶的主动扭转旋翼、主动后缘襟翼、主动桨尖和微型襟翼等控制进行了详述。最后展望了直升机振动主动控制技术研究的发展方向和未来趋势。 展开更多
关键词 直升机 振动主动控制 旋翼系统 综述
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含不同桨尖的无轴承旋翼直升机气动机械稳定性 被引量:2
12
作者 张俊豪 夏品奇 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期609-618,共10页
直升机旋翼桨尖形状可以有效提高旋翼气动性能,但可能会降低旋翼气弹稳定性.这方面的研究包括不同桨尖形状的旋翼气动性能、孤立旋翼气弹稳定性、无铰式旋翼直升机气动机械稳定性.不同桨尖形状的无轴承旋翼直升机的气动机械稳定性研究... 直升机旋翼桨尖形状可以有效提高旋翼气动性能,但可能会降低旋翼气弹稳定性.这方面的研究包括不同桨尖形状的旋翼气动性能、孤立旋翼气弹稳定性、无铰式旋翼直升机气动机械稳定性.不同桨尖形状的无轴承旋翼直升机的气动机械稳定性研究还未见到报道.研究了含不同桨尖无轴承旋翼直升机的气动机械稳定性,基于哈密顿原理和中等变形梁理论,并通过桨尖形状引起的非线性位移协调条件,建立了含不同桨尖形状的无轴承旋翼/机体耦合系统的气动机械动力学模型.计算的ITR无轴承旋翼直升机地面共振和空中共振的稳定性与实验结果一致,证明了建立的气动机械动力学模型的准确性。计算了桨尖前掠、后掠、上反、下反、尖削和形状组合对无轴承旋翼直升机地面共振和空中共振稳定性的影响,计算结果表明,桨尖形状能有效改变无轴承旋翼直升机的气动机械稳定性. 展开更多
关键词 旋翼/机体耦合系统 无轴承旋翼 桨尖形状 地面共振 空中共振
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基于智能变距拉杆的旋翼平衡实时调整方法
13
作者 黄林然 孙灿飞 +4 位作者 赵英梅 彭德润 胡斌 程攀 莫胜波 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期186-192,共7页
旋翼不平衡是造成直升机振动的重要原因,而传统旋翼平衡调整是一种定期维护方法,耗时长且无法长时间保持维护后的振动水平。本文研制了一套基于智能变距拉杆的旋翼平衡实时调整(In flight tuning,IFT)系统,可以根据计算机发出的数字指... 旋翼不平衡是造成直升机振动的重要原因,而传统旋翼平衡调整是一种定期维护方法,耗时长且无法长时间保持维护后的振动水平。本文研制了一套基于智能变距拉杆的旋翼平衡实时调整(In flight tuning,IFT)系统,可以根据计算机发出的数字指令控制智能变距拉杆长度实现桨叶变距输入,进而完成旋翼动平衡调整。试验发现智能变距拉杆杆端位移量对旋翼转频振动分量的影响呈线性规律,由此确定拉杆调整系数矩阵。当获取旋翼不平衡振动信息后,根据相位选择相应拉杆作为调整器,根据振幅在调整矢量方向投影的大小关系设计了调整策略,得到拉杆完成平衡调整所需的位移量。通过旋翼塔试验验证了该方法的有效性,结果表明该方法可以在直升机飞行过程中实时降低旋翼振动水平,有效提高了旋翼动平衡调整效率。 展开更多
关键词 直升机振动 旋翼平衡实时调整系统 智能变距拉杆 旋翼塔试验
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直升机自动倾斜器等效并联机构自由度分析 被引量:4
14
作者 王学雷 刘峰 +1 位作者 杜雄 郭希娟 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第1期59-61,共3页
自动倾斜器是直升机旋翼系统及操纵系统中最关键的部件,对其结构进行分析研究,建立了自动倾斜器上、下操纵机构运动学等效并联机构数学模型—4-(R)RSS+(R)RRS+PS和3-SPS+RRS+PS。基于串并联机构理论,利用空间机构学和螺旋理论方法得出... 自动倾斜器是直升机旋翼系统及操纵系统中最关键的部件,对其结构进行分析研究,建立了自动倾斜器上、下操纵机构运动学等效并联机构数学模型—4-(R)RSS+(R)RRS+PS和3-SPS+RRS+PS。基于串并联机构理论,利用空间机构学和螺旋理论方法得出上、下操纵机构自由度,并采用螺旋理论验证了公式计算的正确性。同时应用Pro/E软件建立机构三维模型并用ADAMS软件进行仿真,分析了液压助力器速度、桨叶迎角和滚动轴承角加速度变化规律。结果验证了并联机构结构的正确性,为自动倾斜器自润滑关节轴承试验样机机构设计和尺寸确定奠定了基础。 展开更多
关键词 旋翼系统 自动倾斜器 串并联机构 自由度
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一种无线式六维力传感器的研制 被引量:2
15
作者 吕志鹏 王卫英 +1 位作者 刘思凡 马成聪 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第1期4-8,共5页
针对旋翼系统在旋转状态下的多个维度的力和力矩信息采集的应用背景,设计了一种带有数据无线发送功能的六维力传感器。建立了传感器弹性体的有限元分析模型,确定了应变片的粘贴位置。通过合理的组桥电路设计,将六个维度的力和力矩以电... 针对旋翼系统在旋转状态下的多个维度的力和力矩信息采集的应用背景,设计了一种带有数据无线发送功能的六维力传感器。建立了传感器弹性体的有限元分析模型,确定了应变片的粘贴位置。通过合理的组桥电路设计,将六个维度的力和力矩以电压信号的方式反馈出来,并设计了相应的信号处理电路使其满足A/D采集模块的范围电压。最后将整个硬件电路以PCB封装在传感器内部,制成传感器样机。 展开更多
关键词 旋翼系统 无线数据发送 六维力传感器 有限元分析 组桥电路设计 传感器样机
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某型无人直升机黏弹减摆器特性试验与非线性建模分析 被引量:1
16
作者 王德鑫 王婷婷 +2 位作者 姜年朝 邵松 路林华 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第5期234-237,共4页
以某型无人直升机旋翼粘弹减摆器为研究对象,通过开展静/动态特性试验了解其性能变化规律;利用部分试验数据基于数值拟合法建立考虑静态刚度的旋翼减摆器非线性频域模型;结果表明:该非线性模型不仅可以较好地反映旋翼粘弹减摆器载荷、... 以某型无人直升机旋翼粘弹减摆器为研究对象,通过开展静/动态特性试验了解其性能变化规律;利用部分试验数据基于数值拟合法建立考虑静态刚度的旋翼减摆器非线性频域模型;结果表明:该非线性模型不仅可以较好地反映旋翼粘弹减摆器载荷、复刚度随静/动态位移的变化规律,而且与试验值吻合度较高;基于此方法识别的阻尼函数可用于直升机动响应、动稳定性分析,以提高分析精度和准确性。 展开更多
关键词 振动与波 黏弹减摆器 旋翼系统 非线性模型 数值拟合 特性试验.
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西科斯基确定S-97三大关键性能参数 被引量:1
17
作者 叶枫 《航空制造技术》 2015年第17期22-22,共1页
近日,西科斯基公司公布了其S-97“劫掠者”高速旋翼机试飞目标,并公布了为该机定义的3个关键性能参数,一是在220节(407km/h)最高飞行速度下能够完成殛过载的转弯;二是能够在满载武器载荷状态达到220节前飞速度;三是达到更高水... 近日,西科斯基公司公布了其S-97“劫掠者”高速旋翼机试飞目标,并公布了为该机定义的3个关键性能参数,一是在220节(407km/h)最高飞行速度下能够完成殛过载的转弯;二是能够在满载武器载荷状态达到220节前飞速度;三是达到更高水平的悬停效率。悬挣效率通常以单套旋翼性能系数的方式度量(isolated rotor figure of merit)。100%的悬停效率意袜着悬停时消耗的功率与理论状态完全一致,目前绝大多数直升机的旋翼系统悬停效率都在75%以下。 展开更多
关键词 性能参数 西科斯基公司 飞行速度 载荷状态 性能系数 旋翼系统 旋翼 悬停
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