引入角加速度测量的柔性飞行器姿态控制方法 被引量：1

1

作者 张博伦 周荻 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2225-2233,共9页

讨论大气层外细长型柔性飞行器的姿态控制问题,该问题的本质是在测量器件附加柔性影响的情况下控制刚体姿态跟踪指令。提出动态面姿态控制方法,以实现姿态指令跟踪。建立柔性形变的2阶动态模型,结合刚体角速度与柔性形变的关系建立非线... 讨论大气层外细长型柔性飞行器的姿态控制问题,该问题的本质是在测量器件附加柔性影响的情况下控制刚体姿态跟踪指令。提出动态面姿态控制方法,以实现姿态指令跟踪。建立柔性形变的2阶动态模型,结合刚体角速度与柔性形变的关系建立非线性模型并设计卡尔曼滤波器。针对轨控发动机质心偏移等因素产生的干扰力矩,引入角加速度计的测量,经过陷波滤波器处理后得到各轴向的估计力矩,将其作为卡尔曼滤波器的输入。仿真结果表明,对于柔性飞行器,采用所提出的状态估计及控制方法,可以保证姿态跟踪误差在0.5°以内。 展开更多

关键词 柔性飞行器 动态面控制 卡尔曼滤波器 角加速度计 陷波滤波器

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柔性飞行器飞行动力学与结构动力学耦合分析方法 被引量：1

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作者 赵振军 吕海波 +2 位作者 郭百森 李明 周春晓 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2012年第3期11-14,共4页

柔性飞行器的刚体运动和弹性变形相互之间存在耦合影响。为实现柔性飞行器的运动和结构内力的耦合求解,利用Lagrange方程推导柔性飞行器的刚体运动弹性变形耦合方程,其中弹性变形部分利用柔性体的弹性模态来描述;通过算例研究柔性对飞... 柔性飞行器的刚体运动和弹性变形相互之间存在耦合影响。为实现柔性飞行器的运动和结构内力的耦合求解,利用Lagrange方程推导柔性飞行器的刚体运动弹性变形耦合方程,其中弹性变形部分利用柔性体的弹性模态来描述;通过算例研究柔性对飞行器运动轨迹和姿态的影响以及刚体运动对结构内力的影响,验证了刚体运动方程和结构动力学方程耦合求解的必要性。 展开更多

关键词 柔性飞行器 刚体运动 弹性变形 耦合求解 模态叠加法

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柔性翼飞行器现状及关键技术分析 被引量：3

3

作者 邓坤 安海霞 陈伟 《航天返回与遥感》 北大核心 2016年第5期19-26,共8页

柔性翼飞行器由柔性翼衍生而来,根据其机翼类型不同可分为充气式和伞翼式。为了研究两类飞行器在工程应用中的实现难度与成本代价,在充分调研两类飞行器的发展及现状的基础上,详细分析了两类飞行器设计过程和工程实现过程,梳理了多个型... 柔性翼飞行器由柔性翼衍生而来,根据其机翼类型不同可分为充气式和伞翼式。为了研究两类飞行器在工程应用中的实现难度与成本代价,在充分调研两类飞行器的发展及现状的基础上,详细分析了两类飞行器设计过程和工程实现过程,梳理了多个型号柔性翼飞行器的重要技术指标,并根据制作工艺及应用情况提炼了两类飞行器在翼面材料、充气与控制方面等影响柔性翼性能的关键技术。并从工作原理、实现难度及效费比等对比分析了两类柔性翼飞行器的优缺点,指出充气式飞行器由于翼面材料、充气系统及密封性要求,设计难度与实现难度大,但充气环节迅速且稳定;而伞翼式飞行器由于伞绳传递控制,控制精度及执行效率较充气式低。最后归纳总结了两类飞行器的特点,对柔性翼飞行器的工程设计及工程研制提供了参考。 展开更多

关键词 充气式 伞翼式 技术特点 柔性翼飞行器

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一种机器人化飞行器柔性工装系统研究 被引量：4

4

作者 詹立新 周凯 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期1529-1533,共5页

提出了一种机器人化飞行器柔性工装系统,该系统通过双机器人的协同工作实现支撑点阵的X、Y轴定位,精简了全数字化柔性工装的机械结构,提高了飞行器大型薄壁曲面工件的支撑密度,有效减小了工件在加工中的受力变形。介绍了该系统的总体方... 提出了一种机器人化飞行器柔性工装系统,该系统通过双机器人的协同工作实现支撑点阵的X、Y轴定位,精简了全数字化柔性工装的机械结构,提高了飞行器大型薄壁曲面工件的支撑密度,有效减小了工件在加工中的受力变形。介绍了该系统的总体方案及工作原理,并对系统控制结构进行了分析,提出了一种混合式递阶控制结构。此外,详细阐述了控制系统的硬软件设计。 展开更多

关键词 飞行器柔性工装 机器人 混合式递阶控制 控制系统

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飞行器柔性工艺装备的机器人协调操作技术研究 被引量：1

5

作者 詹立新 周凯 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第9期51-55,共5页

针对开发飞行器柔性工艺装备的需要,对支撑阵列驱动方法进行了研究,提出了一种采用机器人协调操作技术来实现支撑阵列X、Y坐标定位的方案。针对双机器人同步运动控制,采用交叉耦合控制算法,对双机器人之间同步误差进行实时补偿。此外,... 针对开发飞行器柔性工艺装备的需要,对支撑阵列驱动方法进行了研究,提出了一种采用机器人协调操作技术来实现支撑阵列X、Y坐标定位的方案。针对双机器人同步运动控制,采用交叉耦合控制算法,对双机器人之间同步误差进行实时补偿。此外,鉴于双机器人工作区域存在重叠区,提出了一种通过调整速度分布来实现双机器人避碰的方法。实验表明,采用的交叉耦合控制算法和避碰算法在双机器人协调工作中取得了良好效果,保证了飞行器柔性工艺装备支撑阵列较高的定位精度。 展开更多

关键词 飞行器柔性工艺装备 机器人 协调操作技术 同步运动控制 避碰

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柔性-刚性混合翼微型飞行器研究

6

作者 李占科 徐顶国 牛文 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期769-773,共5页

微型飞行器是目前航空领域一个新的研究和发展方向。文章在刚性翼微型飞行器研究基础上,结合仿生柔性翼的研究,首次提出了一种柔性-刚性混合翼微型飞行器的新概念布局型式,并对其进行了详细的总体布局及参数设计。通过风洞试验对原理样... 微型飞行器是目前航空领域一个新的研究和发展方向。文章在刚性翼微型飞行器研究基础上,结合仿生柔性翼的研究,首次提出了一种柔性-刚性混合翼微型飞行器的新概念布局型式,并对其进行了详细的总体布局及参数设计。通过风洞试验对原理样机的气动特性进行了分析,对其操稳特性和抗风性能进行了初步的飞行试验研究。研究表明:文中提出的柔性-刚性混合翼布局微型飞行器具有良好的气动特性和抗风性能,为微型飞行器的设计提供了有益的参考。 展开更多

关键词 柔性-刚性混合翼微型飞行器 总体布局 风洞试验 试飞

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多控制面柔性翼飞行器阵风减缓研究 被引量：6

7

作者 陈洋 王正杰 郭士钧 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1229-1234,1240,共7页

小型柔性翼飞行器遭遇较强阵风时会引起姿态和质心加速度的剧烈变化,并诱发柔性机翼的弹性运动,甚至导致失稳.柔性翼飞行器的阵风减缓控制需要同时考虑刚体自由度和弹性自由度.基于最小状态法,将频域非定常气动力转化成时域状态空间形式... 小型柔性翼飞行器遭遇较强阵风时会引起姿态和质心加速度的剧烈变化,并诱发柔性机翼的弹性运动,甚至导致失稳.柔性翼飞行器的阵风减缓控制需要同时考虑刚体自由度和弹性自由度.基于最小状态法,将频域非定常气动力转化成时域状态空间形式.推导了离散阵风和连续紊流扰动下,柔性翼飞行器的纵向状态空间方程.采用预测控制方法设计了阵风减缓控制器,提出了多控制面控制分配策略,解决了强阵风扰动下独立控制面控制力不足的问题.仿真结果表明,模型预测控制能够有效减缓离散阵风和连续阵风扰动下飞行器的结构载荷,稳定刚体运动和弹性运动,其控制效果优于线性二次高斯(LQG)控制. 展开更多

关键词 柔性翼飞行器 阵风减缓 预测控制 刚柔耦合 控制分配

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柔性翼飞行器动力学建模与循环求解仿真方法 被引量：6

8

作者 于扬 王正杰 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1224-1228,共5页

针对刚体飞行动力学难以描述柔性翼飞行器刚柔耦合动力学特性的问题,提出了一种在时域内对刚体运动和弹性体运动交替进行数值计算的建模与循环求解仿真方法.该方法分别为飞行器刚体与弹性体运动建立了独立坐标系,根据坐标系之间的惯性... 针对刚体飞行动力学难以描述柔性翼飞行器刚柔耦合动力学特性的问题,提出了一种在时域内对刚体运动和弹性体运动交替进行数值计算的建模与循环求解仿真方法.该方法分别为飞行器刚体与弹性体运动建立了独立坐标系,根据坐标系之间的惯性牵连关系,通过气动力与惯性力完成了刚柔耦合动力学关系在刚体与弹性体运动之间的传递.与此对应的仿真算法是在1个积分步长内顺序计算飞行器受力情况、弹性变形状态与刚体运动状态,在仿真步长之间以循环求解的方式进行仿真计算.以飞行器对姿态扰动的动态响应为例进行仿真分析,结果表明本文的动力学建模与仿真方法能正确反映柔性翼飞行器的飞行特性. 展开更多

关键词 飞行力学 结构动力学 气动弹性力学 柔性翼飞行器

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柔性翼飞行器刚柔耦合动态特性研究 被引量：3

9

作者 陈洋 王正杰 郭士钧 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1061-1066,共6页

针对柔性翼飞行器柔性机翼弹性运动与飞行器刚体运动具有强耦合特性,基于拉格朗日方程,建立了柔性翼飞行器动力学模型.在特征点处对动力学模型进行小扰动线性化处理,并联立非定常气动力模型,得到了状态空间形式的纵向线性运动方程.分析... 针对柔性翼飞行器柔性机翼弹性运动与飞行器刚体运动具有强耦合特性,基于拉格朗日方程,建立了柔性翼飞行器动力学模型.在特征点处对动力学模型进行小扰动线性化处理,并联立非定常气动力模型,得到了状态空间形式的纵向线性运动方程.分析了机翼结构刚度对飞行器纵向稳定性的影响以及飞行器的模态耦合动态特性.研究结果表明,柔性翼飞行器的弹性自由度会对飞行器的短周期模态造成较大影响.随着飞行速度的提高,短周期模态频率增加而1阶弯曲弹性模态频率降低,当两者频率趋向一致时,飞行器会发生体自由度颤振,体自由度颤振速度要明显低于基于悬臂梁机翼模型计算得到的颤振速度. 展开更多

关键词 柔性翼飞行器 刚柔耦合 动态特性 稳定性

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基于数据驱动的小型柔性翼飞行器控制研究 被引量：3

10

作者 张之得 王正杰 郝智渊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期177-185,共9页

柔性翼在阵风干扰下的被动变形有助于降低其对飞行器运动的影响,设计采用柔性翼的小型飞行器被认为是解决小型飞行器易受阵风干扰问题极具潜力的方案.同时,翼面可卷曲的特性也使得该类飞行器满足单兵便携式武器装备易携带的要求.考虑一... 柔性翼在阵风干扰下的被动变形有助于降低其对飞行器运动的影响,设计采用柔性翼的小型飞行器被认为是解决小型飞行器易受阵风干扰问题极具潜力的方案.同时,翼面可卷曲的特性也使得该类飞行器满足单兵便携式武器装备易携带的要求.考虑一种无副翼柔性翼飞行器区别于常规飞行器布局的特点,为解决由飞行试验数据分析得出的全动平尾舵面出现非线性饱和问题以及同时利用平尾舵面控制滚转俯仰通道引起的耦合问题,设计了一种基于数据驱动的无模型自适应控制器方案.数值仿真结果证实了针对该型无副翼柔性翼飞行器的姿态控制,所设计的控制器较传统单通道PID控制器控制效果更好. 展开更多

关键词 小型柔性翼飞行器 非线性饱和 耦合 无模型自适应控制

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柔性空间飞行器姿态动力学响应仿真的研究

11

作者 黄建军 荆武兴 +1 位作者 韩松臣 李全龙 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期42-47,共6页

将带有弹性附件的柔性空间飞行器模化为多体簇系统，考虑相邻体间相对运动为缓慢的实际特点，在忽略高阶非线性项的情况下，利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ虚功原理，采用混合坐标的方法，建立了该多体簇系统的基本动力学方程。其中表示弹性... 将带有弹性附件的柔性空间飞行器模化为多体簇系统，考虑相邻体间相对运动为缓慢的实际特点，在忽略高阶非线性项的情况下，利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ虚功原理，采用混合坐标的方法，建立了该多体簇系统的基本动力学方程。其中表示弹性附件的弹性变形的模态是约束模态。以上述方程为基础，采用状态空间求解方法，编制了相应的动力学响应仿真程序；文章最后给出了仿真算例。 展开更多

关键词 柔性空间飞行器 动力学响应 仿真 空间飞行器

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基于CFD/CSD耦合的结构几何非线性静气动弹性数值方法研究 被引量：13

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作者 聂雪媛 黄程德 杨国伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期48-53,共6页

柔性飞行器在气动力作用下会发生大变形,产生结构几何非线性,线性小变形方法难以获得准确的气动弹性分析结果。基于RANs的三维N-S流场控制方程耦合非线性结构静力学方程时域分析方法,用于考虑结构几何非线性的静气动弹性分析。该方法在... 柔性飞行器在气动力作用下会发生大变形,产生结构几何非线性,线性小变形方法难以获得准确的气动弹性分析结果。基于RANs的三维N-S流场控制方程耦合非线性结构静力学方程时域分析方法,用于考虑结构几何非线性的静气动弹性分析。该方法在结构静力学方程求解上采用非线性增量有限元方法进行迭代求解,考虑结构刚度矩阵随结构位形的变化,采用径向基函数方法实现气动/结构界面的数据交换和动网格变形。在建立某型宽体客机复材机翼三维有限元模型的基础上,对其静气动弹性进行了数值仿真,分析了线性结构和考虑结构几何非线性的结构在静气动弹性作用下翼面扭转、展向位移、垂向位移以及升力系数等物理量。算例结果表明,与线性结果相比,非线性结构由于结构几何非线性的影响,在展向和垂向变形上两者存在显著差异。为准确进行柔性结构的气动弹性分析,必须考虑结构几何非线性的影响。 展开更多

关键词 静气动弹性 结构几何非线性 柔性飞行器

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