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基于绳牵引并联支撑的风洞复杂动态试验技术研究进展
1
作者
王晓光
林麒
《厦门大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期213-224,276,共13页
[背景]新一代先进战斗机的研制更加强调高机动性、高敏捷性,要求飞行器具有良好的大迎角过失速机动能力,需要掌握复杂机动过程伴随的飞行器机体的大面积流动非对称性/分离、旋涡破裂、多涡系结构等复杂现象和规律,这对风洞复杂动态试验...
[背景]新一代先进战斗机的研制更加强调高机动性、高敏捷性,要求飞行器具有良好的大迎角过失速机动能力,需要掌握复杂机动过程伴随的飞行器机体的大面积流动非对称性/分离、旋涡破裂、多涡系结构等复杂现象和规律,这对风洞复杂动态试验能力提出了高的要求.绳牵引并联支撑是基于机器人技术的一种新型机构,具有刚度较大,动态性能良好等优点,为风洞试验提供了一种新的手段.[进展]本文首先简要论述已有基于传统硬式支撑方式的动态风洞试验能力;然后针对新型的绳牵引并联支撑,分析国外在风洞试验中的应用研究现状,并通过梳理关键技术问题,重点阐述本研究团队近年来在组合动导数、大迎角、旋转弹箭、多自由度耦合等复杂动态气动力风洞试验研究中取得的相关进展.[展望]最后指出绳牵引并联支撑可以通过加强布局优化设计和智能化控制,进一步提高支撑系统的综合性能;并结合流场测量等手段,进一步提升其在风洞动态试验中的能力.上述总结与分析可为绳牵引并联支撑技术在风洞试验中的工程应用提供一定的理论指导与技术支撑.
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关键词
风洞试验
绳牵引并联支撑
大迎角
动态
多自由度耦合
智能化
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职称材料
基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模
被引量:
5
2
作者
高丽华
郑亚青
Mitrouchev Peter
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2013年第6期89-94,106,共7页
为了实现对低速风洞强迫振荡试验绳牵引并联支撑系统的精确控制,需要建立精确的动力学模型,分析系统的振动特性,避免共振。首先,提出适合低速风洞绳牵引并联支撑系统的线性弹簧理论,应用动力学分析软件ADAMS搭建动力学三维模型;其次,通...
为了实现对低速风洞强迫振荡试验绳牵引并联支撑系统的精确控制,需要建立精确的动力学模型,分析系统的振动特性,避免共振。首先,提出适合低速风洞绳牵引并联支撑系统的线性弹簧理论,应用动力学分析软件ADAMS搭建动力学三维模型;其次,通过对系统进行振动分析,得到系统固有频率满足强迫振荡试验要求的弹簧参数;然后,对系统进行受迫振动分析,结果表明系统符合振动规律,验证了系统建模的正确性;最后,将每根绳索离散为10段线性单元,并对系统进行模态分析,发现离散前后系统的固有频率值相近似,且满足强迫振荡试验要求,说明采用线性弹簧理论建立绳索动力学模型是可行的,为了简化建模,无需将绳索离散化。
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关键词
绳牵引并联支撑
系统
线性弹簧
模态分析
固有频率
受迫振动分析
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职称材料
风洞试验绳牵引并联支撑系统自适应滑模控制
被引量:
7
3
作者
刘骏
王晓光
+1 位作者
王宇奇
林麒
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期1477-1485,共9页
针对绳牵引并联支撑系统在风洞试验中的应用,提出一种自适应滑模控制方法以提高飞行器模型动态试验的运动精度.首先,详细分析了系统不确定因素,并重点考虑了气动力与绳弹性变形的影响,重构了系统动力学方程;基于奇异摄动理论,提出一种...
针对绳牵引并联支撑系统在风洞试验中的应用,提出一种自适应滑模控制方法以提高飞行器模型动态试验的运动精度.首先,详细分析了系统不确定因素,并重点考虑了气动力与绳弹性变形的影响,重构了系统动力学方程;基于奇异摄动理论,提出一种复合控制律,其中对慢变状态量采用自适应连续非奇异终端滑模控制,对快变状态量采用微分控制;通过李雅普诺夫函数法对系统的稳定性进行了分析,确定了控制律中微分增益项的影响.最后,以两种典型的动态轨迹为例,考虑气动力建模,对所设计控制律进行多参数仿真分析.结果表明该复合控制律可以减小绳弹性以及气动力等不确定性参数对跟踪误差的影响,提高运动控制精度,因此该控制方法有效可行,可为绳牵引并联支撑的动态试验应用提供理论指导.
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关键词
风洞试验
绳牵引并联支撑
自适应
滑模控制
奇异摄动
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职称材料
风洞试验WDPR支撑牵引绳与模型耦合振动研究
被引量:
9
4
作者
彭苗娇
王晓光
林麒
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期140-148,共9页
针对应用于风洞试验的飞行器模型支撑的绳牵引并联机器人WDPR-8,研究牵引绳振动与模型位姿之间的耦合关系。首先,建立WDPR-8机器人支撑系统的等效模型,并通过运动学的正解和逆解验证该等效模型的有效性;其次,分析了绳索的涡激振动问题;...
针对应用于风洞试验的飞行器模型支撑的绳牵引并联机器人WDPR-8,研究牵引绳振动与模型位姿之间的耦合关系。首先,建立WDPR-8机器人支撑系统的等效模型,并通过运动学的正解和逆解验证该等效模型的有效性;其次,分析了绳索的涡激振动问题;然后,对牵引绳施加模拟吹风来流引起绳振动的正弦激励信号,求得整个系统的共振频率,讨论了提高系统刚度的可行方法;最后,研究了牵引绳与飞机模型的耦合振动问题,给出了基于风洞试验的牵引绳振动引起的WDPR-8支撑的模型位姿偏差,以及模型失速发生振动时牵引绳张力的变化。本文的研究结果可为WDPR-8系统的运动控制补偿提供参考。
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关键词
绳牵引并联支撑
绳
振动激励
耦合振动
风洞试验
共振频率
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职称材料
高超声速风洞WDPR支撑尖锥模型应用可行性分析
被引量:
7
5
作者
胡正红
彭苗娇
+3 位作者
冀洋锋
柳汀
林麒
王晓光
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2293-2301,共9页
绳牵引并联机构(WDPR)能够有效调整飞行器模型的位姿,为扩展风洞试验能力提供了一种新型支撑手段,具有很大的应用潜力。本文将对其在高超声速风洞中应用所涉及的稳定性与气动干扰问题进行研究。以10°尖锥标椎模型为例,设计了8绳牵...
绳牵引并联机构(WDPR)能够有效调整飞行器模型的位姿,为扩展风洞试验能力提供了一种新型支撑手段,具有很大的应用潜力。本文将对其在高超声速风洞中应用所涉及的稳定性与气动干扰问题进行研究。以10°尖锥标椎模型为例,设计了8绳牵引的并联支撑系统,可以通过调整绳长控制模型的位置和姿态。模拟了气动载荷作用下支撑系统的稳定性,优化牵引绳直径。基于构建的三维模型,借助CFD软件进行气动计算,包括马赫数为7.8时,不同迎角下绳牵引并联支撑锥体模型的气动力系数,通过与无绳支撑结果以及文献试验数据进行比较,表明在小迎角情况下,绳系支撑引起的气动干扰相对误差较小,但会随迎角的增大而增加。此外,分别对弯刀支撑和绳牵引并联支撑进行了模态分析,对比了2种支撑的固有频率。结果显示绳系支撑固有频率较高,系统刚度较大。本文的理论研究成果可为绳牵引并联支撑技术在高超声速风洞中的应用提供一定的技术支持。
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关键词
绳牵引并联支撑
10°尖锥标模
高超声速
稳定性
气动干扰
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职称材料
题名
基于绳牵引并联支撑的风洞复杂动态试验技术研究进展
1
作者
王晓光
林麒
机构
厦门大学航空航天学院
出处
《厦门大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期213-224,276,共13页
基金
国家自然科学基金(12172315,12072304,11702232,11472234,11072207,50475099)。
文摘
[背景]新一代先进战斗机的研制更加强调高机动性、高敏捷性,要求飞行器具有良好的大迎角过失速机动能力,需要掌握复杂机动过程伴随的飞行器机体的大面积流动非对称性/分离、旋涡破裂、多涡系结构等复杂现象和规律,这对风洞复杂动态试验能力提出了高的要求.绳牵引并联支撑是基于机器人技术的一种新型机构,具有刚度较大,动态性能良好等优点,为风洞试验提供了一种新的手段.[进展]本文首先简要论述已有基于传统硬式支撑方式的动态风洞试验能力;然后针对新型的绳牵引并联支撑,分析国外在风洞试验中的应用研究现状,并通过梳理关键技术问题,重点阐述本研究团队近年来在组合动导数、大迎角、旋转弹箭、多自由度耦合等复杂动态气动力风洞试验研究中取得的相关进展.[展望]最后指出绳牵引并联支撑可以通过加强布局优化设计和智能化控制,进一步提高支撑系统的综合性能;并结合流场测量等手段,进一步提升其在风洞动态试验中的能力.上述总结与分析可为绳牵引并联支撑技术在风洞试验中的工程应用提供一定的理论指导与技术支撑.
关键词
风洞试验
绳牵引并联支撑
大迎角
动态
多自由度耦合
智能化
Keywords
wind tunnel test
wire-driven parallel suspension
high angle of attack
dynamic
multi-degree-of-freedom coupling
intellectualization
分类号
V221 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模
被引量:
5
2
作者
高丽华
郑亚青
Mitrouchev Peter
机构
华侨大学机电及自动化学院
法国国家科学研究中心G-SCOP实验室
出处
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2013年第6期89-94,106,共7页
基金
国家自然科学基金项目(50805054)
文摘
为了实现对低速风洞强迫振荡试验绳牵引并联支撑系统的精确控制,需要建立精确的动力学模型,分析系统的振动特性,避免共振。首先,提出适合低速风洞绳牵引并联支撑系统的线性弹簧理论,应用动力学分析软件ADAMS搭建动力学三维模型;其次,通过对系统进行振动分析,得到系统固有频率满足强迫振荡试验要求的弹簧参数;然后,对系统进行受迫振动分析,结果表明系统符合振动规律,验证了系统建模的正确性;最后,将每根绳索离散为10段线性单元,并对系统进行模态分析,发现离散前后系统的固有频率值相近似,且满足强迫振荡试验要求,说明采用线性弹簧理论建立绳索动力学模型是可行的,为了简化建模,无需将绳索离散化。
关键词
绳牵引并联支撑
系统
线性弹簧
模态分析
固有频率
受迫振动分析
Keywords
wire driven parallel suspension system
linear spring
mode analysis
natural frequency
forced vibrationanalysis
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
风洞试验绳牵引并联支撑系统自适应滑模控制
被引量:
7
3
作者
刘骏
王晓光
王宇奇
林麒
机构
厦门大学航空航天学院
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期1477-1485,共9页
基金
国家自然科学基金项目(11702232,11472234)
中央高校基本科研业务费(20720180071)资助~~
文摘
针对绳牵引并联支撑系统在风洞试验中的应用,提出一种自适应滑模控制方法以提高飞行器模型动态试验的运动精度.首先,详细分析了系统不确定因素,并重点考虑了气动力与绳弹性变形的影响,重构了系统动力学方程;基于奇异摄动理论,提出一种复合控制律,其中对慢变状态量采用自适应连续非奇异终端滑模控制,对快变状态量采用微分控制;通过李雅普诺夫函数法对系统的稳定性进行了分析,确定了控制律中微分增益项的影响.最后,以两种典型的动态轨迹为例,考虑气动力建模,对所设计控制律进行多参数仿真分析.结果表明该复合控制律可以减小绳弹性以及气动力等不确定性参数对跟踪误差的影响,提高运动控制精度,因此该控制方法有效可行,可为绳牵引并联支撑的动态试验应用提供理论指导.
关键词
风洞试验
绳牵引并联支撑
自适应
滑模控制
奇异摄动
Keywords
wind tunnel tests
wire-driven parallel suspension
adaptive
sliding mode control
singular perturbation
分类号
TP3 [自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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职称材料
题名
风洞试验WDPR支撑牵引绳与模型耦合振动研究
被引量:
9
4
作者
彭苗娇
王晓光
林麒
机构
厦门大学航空航天学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期140-148,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(11072207
11472234)
福建省自然科学基金计划资助项目(2016J05134)
文摘
针对应用于风洞试验的飞行器模型支撑的绳牵引并联机器人WDPR-8,研究牵引绳振动与模型位姿之间的耦合关系。首先,建立WDPR-8机器人支撑系统的等效模型,并通过运动学的正解和逆解验证该等效模型的有效性;其次,分析了绳索的涡激振动问题;然后,对牵引绳施加模拟吹风来流引起绳振动的正弦激励信号,求得整个系统的共振频率,讨论了提高系统刚度的可行方法;最后,研究了牵引绳与飞机模型的耦合振动问题,给出了基于风洞试验的牵引绳振动引起的WDPR-8支撑的模型位姿偏差,以及模型失速发生振动时牵引绳张力的变化。本文的研究结果可为WDPR-8系统的运动控制补偿提供参考。
关键词
绳牵引并联支撑
绳
振动激励
耦合振动
风洞试验
共振频率
Keywords
wire driven parallel support
cable vibration excitation
coupled vibration
wind tunnel tests
resonance frequency
分类号
O313.7 [理学—一般力学与力学基础]
V211.74 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
高超声速风洞WDPR支撑尖锥模型应用可行性分析
被引量:
7
5
作者
胡正红
彭苗娇
冀洋锋
柳汀
林麒
王晓光
机构
厦门大学航空航天学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2293-2301,共9页
基金
国家自然科学基金(11472234
11702232)~~
文摘
绳牵引并联机构(WDPR)能够有效调整飞行器模型的位姿,为扩展风洞试验能力提供了一种新型支撑手段,具有很大的应用潜力。本文将对其在高超声速风洞中应用所涉及的稳定性与气动干扰问题进行研究。以10°尖锥标椎模型为例,设计了8绳牵引的并联支撑系统,可以通过调整绳长控制模型的位置和姿态。模拟了气动载荷作用下支撑系统的稳定性,优化牵引绳直径。基于构建的三维模型,借助CFD软件进行气动计算,包括马赫数为7.8时,不同迎角下绳牵引并联支撑锥体模型的气动力系数,通过与无绳支撑结果以及文献试验数据进行比较,表明在小迎角情况下,绳系支撑引起的气动干扰相对误差较小,但会随迎角的增大而增加。此外,分别对弯刀支撑和绳牵引并联支撑进行了模态分析,对比了2种支撑的固有频率。结果显示绳系支撑固有频率较高,系统刚度较大。本文的理论研究成果可为绳牵引并联支撑技术在高超声速风洞中的应用提供一定的技术支持。
关键词
绳牵引并联支撑
10°尖锥标模
高超声速
稳定性
气动干扰
Keywords
wire-driven parallel support
10° cone model
hypersonic
stability
aerodynamic interference
分类号
V221.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TB553 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于绳牵引并联支撑的风洞复杂动态试验技术研究进展
王晓光
林麒
《厦门大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模
高丽华
郑亚青
Mitrouchev Peter
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2013
5
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职称材料
3
风洞试验绳牵引并联支撑系统自适应滑模控制
刘骏
王晓光
王宇奇
林麒
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
4
风洞试验WDPR支撑牵引绳与模型耦合振动研究
彭苗娇
王晓光
林麒
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017
9
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下载PDF
职称材料
5
高超声速风洞WDPR支撑尖锥模型应用可行性分析
胡正红
彭苗娇
冀洋锋
柳汀
林麒
王晓光
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
7
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职称材料
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