采用分布式压电驱动器升力面的颤振主动抑制 被引量：6

1

作者 陈伟民 管德 +1 位作者 诸德超 李敏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期756-763,共8页

对采用分布式压电驱动器升力面的颤振主动抑制进行了理论与试验研究.应用 LQG最优控制法设计了主动控制律,在控制律降阶时提出了平衡实现与LK法结合使用的新途径,在对不定常气动力进行有理函数拟合时对LS法进行了改进.试验中利用激光测... 对采用分布式压电驱动器升力面的颤振主动抑制进行了理论与试验研究.应用 LQG最优控制法设计了主动控制律,在控制律降阶时提出了平衡实现与LK法结合使用的新途径,在对不定常气动力进行有理函数拟合时对LS法进行了改进.试验中利用激光测速仪非接触测量模型的速度响应并在地面共振试验中用压电驱动器激振模型.颤振风洞试验结果表明,理论计算合理并与试验结果吻合良好. 展开更多

关键词 分布式 压电驱动器 升力面 颤振主动抑制 风洞实验

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主动气动弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓研究 被引量：22

2

作者 吴志刚 杨超 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期32-35,38,共5页

多输入 /多输出系统的颤振主动抑制与阵风减缓是主动气动弹性机翼技术的重要研究方面。以一个带有两个后缘控制面的三角机翼风洞模型为研究对象 ,采用LQG/奇异值控制理论设计颤振主动抑制与阵风减缓的鲁棒控制律 ,对组成的闭环系统进行... 多输入 /多输出系统的颤振主动抑制与阵风减缓是主动气动弹性机翼技术的重要研究方面。以一个带有两个后缘控制面的三角机翼风洞模型为研究对象 ,采用LQG/奇异值控制理论设计颤振主动抑制与阵风减缓的鲁棒控制律 ,对组成的闭环系统进行控制仿真。并从闭环稳定特性、阵风响应减缓效果、作动器功率需求和控制律的降阶四个方面提出评价指标 ,对闭环系统进行工程特性评估。结果表明 。 展开更多

关键词 飞机设计 气动弹性 气动伺服弹性 主动气动弹性机翼 颤振主动抑制 LQG控制

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基于超声电机作动器的翼段颤振主动抑制 被引量：18

3

作者 于明礼 胡海岩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期418-425,共8页

研究采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振主动抑制。首先,通过实验获得超声电机的频率响应,经过非线性最小二乘法进行物理参数识别,建立了超声电机作动器的传递函数模型。然后,设计了具有控制面的翼段颤振实验模型,建立了机... 研究采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振主动抑制。首先,通过实验获得超声电机的频率响应,经过非线性最小二乘法进行物理参数识别,建立了超声电机作动器的传递函数模型。然后,设计了具有控制面的翼段颤振实验模型,建立了机翼-控制面的三自由度气动弹性方程,设计了输出反馈的次最优控制律。数值仿真和风洞试验结果表明,以超声电机作为控制面作动器可以有效地抑制机翼颤振,并将颤振临界速度提高了13.4%。 展开更多

关键词 颤振主动抑制 超声电机 风洞试验 数值仿真

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颤振主动抑制系统鲁棒控制律初探 被引量：6

4

作者 何景武 邹丛青 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期10-15,共6页

应用鲁棒稳定性理论，对颤振主动抑制系统进行了分析研究．通过分析和计算气动弹性闭环系统回差矩阵的最小奇异值，判定系统的稳定特性及系统抗扰动的不灵敏特性．文中以一小展弦比机翼／外挂颤振主动抑制系统模型为例，进行了分析和计... 应用鲁棒稳定性理论，对颤振主动抑制系统进行了分析研究．通过分析和计算气动弹性闭环系统回差矩阵的最小奇异值，判定系统的稳定特性及系统抗扰动的不灵敏特性．文中以一小展弦比机翼／外挂颤振主动抑制系统模型为例，进行了分析和计算，并应用约束变尺度法，对控制律重新进行了综合优化设计，使得该系统的稳定裕度、抗扰动的不灵敏性及低速稳定性有所改善． 展开更多

关键词 颤振 鲁棒性 颤振主动抑制 飞机 机翼

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采用分布式压电驱动器的翼面热颤振主动抑制 被引量：2

5

作者 惠俊鹏 杨超 杨勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2644-2650,共7页

高超声速气动加热会严重影响飞行器结构的颤振特性,本文开展了采用分布式压电驱动器的热颤振主动抑制方法研究。以某飞行器小展弦比翼面为研究对象,进行了常温和热载荷边界条件下的结构振动和颤振分析。在此基础上,对频域非定常气动力... 高超声速气动加热会严重影响飞行器结构的颤振特性,本文开展了采用分布式压电驱动器的热颤振主动抑制方法研究。以某飞行器小展弦比翼面为研究对象,进行了常温和热载荷边界条件下的结构振动和颤振分析。在此基础上,对频域非定常气动力进行有理函数拟合,建立包含压电驱动器的翼面耦合结构系统状态空间形式的运动方程;对典型热载荷边界条件下的被控对象设计颤振主动抑制控制律,分别设计出LQG及PID控制器;对比分析了系统开、闭环颤振特性。结果表明,通过主动控制律的实施,达到了热颤振主动抑制的目的,验证了这种颤振主动抑制方法的有效性。 展开更多

关键词 热气动弹性 热颤振 高超声速 颤振主动抑制 压电驱动器

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基于滑模观测器的机翼颤振主动抑制设计 被引量：2

6

作者 宋晨 王诗其 杨超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1098-1104,共7页

颤振主动抑制(AFS)是国际上普遍推崇的颤振问题解决方案,对现代飞行器设计具有重要意义。基于国际上滑模观测器的二维机翼AFS应用,以双后缘控制面真实机翼模型为对象,发展一种低阶滑模观测器的三维机翼AFS设计方法。该观测器性能优越、... 颤振主动抑制(AFS)是国际上普遍推崇的颤振问题解决方案,对现代飞行器设计具有重要意义。基于国际上滑模观测器的二维机翼AFS应用,以双后缘控制面真实机翼模型为对象,发展一种低阶滑模观测器的三维机翼AFS设计方法。该观测器性能优越、特点鲜明,但传统的设计流程繁琐,限制了其在高阶模型对象上的使用。本文借助线性二次型高斯(LQG)方法中的最优滤波器增益矩阵,提出一种简化的滑模观测器设计流程。结合气动弹性物理背景,使本文方法理论上能够应用于实践。算例对比分析结果表明,本文方法比LQG方法具有更好的抵抗噪声能力。 展开更多

关键词 气动弹性 颤振主动抑制(AFS) 线性二次型最优控制 滑模控制 滑模观测器

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采用非定常涡气动力理论的非线性颤振主动抑制仿真研究 被引量：2

7

作者 欧阳绍修 谷迎松 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期1060-1064,共5页

针对带后缘操纵面的二元机翼系统,采用非定常涡气动力理论建立了相应的气动弹性运动方程。对俯仰自由度存在迟滞型非线性刚度环节的情况,以后缘操纵面作为控制面,进行了非线性颤振主动抑制仿真。研究结果表明,对机翼颤振的抑制效果明显... 针对带后缘操纵面的二元机翼系统,采用非定常涡气动力理论建立了相应的气动弹性运动方程。对俯仰自由度存在迟滞型非线性刚度环节的情况,以后缘操纵面作为控制面,进行了非线性颤振主动抑制仿真。研究结果表明,对机翼颤振的抑制效果明显,所用非定常涡气动力理论适于进行非线性颤振的主动抑制仿真研究。 展开更多

关键词 非定常涡方法 颤振主动抑制 非线性 仿真

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体自由度颤振主动抑制的多输入/多输出自抗扰控制律设计 被引量：8

8

作者 沐旭升 邹奇彤 +1 位作者 黄锐 胡海岩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期910-920,共11页

提出了一种新颖的抑制体自由度颤振(BFF,Body Freedom Flutter)的多输入/多输出(MIMO,Multiple Input/Multiple Output)控制律设计方法。该控制律将受控对象的不确定因素作为"未知扰动",通过受控对象的输入/输出关系对其进行... 提出了一种新颖的抑制体自由度颤振(BFF,Body Freedom Flutter)的多输入/多输出(MIMO,Multiple Input/Multiple Output)控制律设计方法。该控制律将受控对象的不确定因素作为"未知扰动",通过受控对象的输入/输出关系对其进行估计并给予补偿,最后综合出具有高鲁棒性的MIMO输出反馈控制律。为了验证所提出的控制律设计方法对于BFF抑制的有效性,选择一大展弦比飞翼布局无人机为研究对象,分别以机身升降舵与机翼外侧副翼为控制输入,飞机刚体俯仰率和翼尖加速度为反馈信号来设计MIMO自抗扰控制器。对闭环系统根轨迹分布、闭环时域仿真和闭环系统最小奇异值等进行了数值仿真,结果表明该MIMO自抗扰控制律设计方法能有效提高飞机BFF临界速度,可将飞翼布局无人机的BFF颤振临界速度提高约45.3%,并且具有很高的鲁棒性。 展开更多

关键词 气动弹性力学 颤振主动抑制 飞翼布局飞行器 体自由度颤振 自抗扰控制器

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一种弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓方法 被引量：3

9

作者 刘祥 孙秦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期804-810,共7页

由于航空器的弹性性质,飞行过程中飞行参数的不断变化会引发运动稳定性和阵风响应特性的改变。在设计颤振主动抑制或阵风减缓控制器的过程中,以某一飞行状态为基础设计出的控制律往往不能保证在一定飞行参数范围内的性能。针对此问题,... 由于航空器的弹性性质,飞行过程中飞行参数的不断变化会引发运动稳定性和阵风响应特性的改变。在设计颤振主动抑制或阵风减缓控制器的过程中,以某一飞行状态为基础设计出的控制律往往不能保证在一定飞行参数范围内的性能。针对此问题,首先通过非定常气动力有理拟合方法建立时域连续阵风响应状态空间方程,再考虑模型随马赫数和动压的变化特性建立线性参数变化(LPV)模型。最后以线性参数变化模型为基础构造了包含动压和马赫数参数不确定性的线性分式变换模型,并设计了机翼颤振主动抑制与阵风减缓鲁棒控制器。结果表明,对于算例机翼,其在马赫数0.5~0.7范围内的颤振动压平均增大10%,且在飞行参数不断变化的时域仿真中,翼尖过载的均方根值降低51.4%。 展开更多

关键词 非定常气动力 线性参数变化模型 鲁棒控制 颤振主动抑制 阵风减缓

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二元机翼颤振抑制的次最优控制 被引量：2

10

作者 许进林 姜长生 《航空兵器》 2009年第6期17-21,共5页

非刚性机翼的颤振是其从气流中吸收能量引起的一种自激振荡。颤振的后果往往是灾难性的。本文采用超声电机作为作动器来实现含控制舵面的二元机翼的颤振主动抑制。首先设计了带有控制面的二元机翼颤振模型,建立了超声电机作动器的传递... 非刚性机翼的颤振是其从气流中吸收能量引起的一种自激振荡。颤振的后果往往是灾难性的。本文采用超声电机作为作动器来实现含控制舵面的二元机翼的颤振主动抑制。首先设计了带有控制面的二元机翼颤振模型,建立了超声电机作动器的传递函数模型。在此基础上推导出机翼-控制面的三自由度气动弹性状态空间方程,并根据输出反馈设计了次最优控制律。数值仿真结果表明,次最优控制可以有效地提高颤振速度并抑制颤振的发生。 展开更多

关键词 超声电机 二元机翼 颤振主动抑制 次最优控制 数值仿真

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二维翼段颤振的H_∞控制 被引量：12

11

作者 于明礼 文浩 胡海岩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期326-330,共5页

针对采用超声电机作动器来实现含控制面的翼段颤振主动抑制,通过分析计算与实验相结合的方法,建立了考虑沉浮、俯仰方向阻尼不确定性和作动器模型误差的控制系统模型,设计了H∞控制器。对控制过程进行数值仿真之后,通过风洞实验对控制... 针对采用超声电机作动器来实现含控制面的翼段颤振主动抑制,通过分析计算与实验相结合的方法,建立了考虑沉浮、俯仰方向阻尼不确定性和作动器模型误差的控制系统模型,设计了H∞控制器。对控制过程进行数值仿真之后,通过风洞实验对控制器的实际控制效果进行了验证。结果表明,H∞控制器可有效地抑制颤振的发生,将颤振临界速度提高了23.4%,远远优于次最优控制。 展开更多

关键词 颤振主动抑制 H∞控制 超声电机

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数字滤波器群时延对颤振控制系统稳定性的影响 被引量：2

12

作者 于明礼 胡海岩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期153-159,共7页

针对二维翼段颤振抑制系统,研究数字滤波器群时延对系统稳定性的影响。风洞试验表明,当数字滤波器群时延较大时,即使在较低风速下,系统也会不稳定。在稍高于颤振临界速度的风速下抑制颤振时,受控振动会先衰减,然后再产生低频小幅自激振... 针对二维翼段颤振抑制系统,研究数字滤波器群时延对系统稳定性的影响。风洞试验表明,当数字滤波器群时延较大时,即使在较低风速下,系统也会不稳定。在稍高于颤振临界速度的风速下抑制颤振时,受控振动会先衰减,然后再产生低频小幅自激振动。通过理论分析和数值仿真,对这一现象做出了解释。数值仿真和风洞试验结果均表明,系统失稳后产生的自激振动与数字滤波器群时延量有关,随着时延量增大,发散速度变快,振动频率和振动幅值也会相应增加。 展开更多

关键词 颤振主动抑制 群时延 数字滤波器 时滞 稳定性

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飞机结构气动弹性分析与控制研究 被引量：38

13

作者 胡海岩 赵永辉 黄锐 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-27,共27页

随着主动控制技术的发展,飞机结构设计理念已由提高结构刚度的被动设计转变为随控布局的主动设计.主动设计理念不再刻意回避气动弹性问题,而是采用主动控制技术实时调节结构气动弹性,进而减轻结构重量、优化飞机性能.在飞机随控布局主... 随着主动控制技术的发展,飞机结构设计理念已由提高结构刚度的被动设计转变为随控布局的主动设计.主动设计理念不再刻意回避气动弹性问题,而是采用主动控制技术实时调节结构气动弹性,进而减轻结构重量、优化飞机性能.在飞机随控布局主动设计中,必须深入分析结构与气流之间的耦合,才能更好发挥气动弹性主动控制技术的作用.从20世纪80年代起,航空科技界对该问题进行了长期研究,对飞机结构-空气动力-主动控制相互耦合后的关键力学问题有了深入理解.然而,已有研究多基于简化模型,导致研究结果难以直接应用于工程.本文将针对气动弹性动态问题,综述空气动力非线性、控制面间隙非线性、时滞诱发失稳、颤振主动抑制、突风载荷减缓、风洞实验验证等方面的国内外研究进展,重点介绍近年来作者团队所提出的若干方法及相关算例和风洞实验.最后,指出今后一个时期值得研究的若干气动弹性分析与控制问题. 展开更多

关键词 颤振主动抑制 突风载荷减缓 间隙非线性 反馈时滞 非线性模型降阶 风洞实验

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飞行器非线性气动伺服弹性力学 被引量：14

14

作者 黄锐 胡海岩 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期428-466,共39页

现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势.因此,非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域.自20世纪80年代起,航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题,但... 现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势.因此,非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域.自20世纪80年代起,航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题,但对气动/结构的非线性效应、控制回路时滞对受控飞行器动力学行为的影响规律研究尚不充分.研究这些影响规律不仅涉及非线性、高维数、多变参数和时滞效应等难题,而且必须面对空气动力、飞行器结构、驱动机构、控制系统之间的强耦合问题.其中的前沿难题是:发展非线性气动伺服弹性动力学建模理论,揭示上述因素诱发受控气动弹性振动的动力学机理,开展气动伺服弹性控制风洞实验.本文针对非线性气动伺服弹性力学所涉及的非线性非定常气动力建模、非线性结构动力学、气动伺服弹性控制律设计、气动伺服弹性实验,总结相关研究现状和最新进展,特别是近年来作者学术团队的研究成果,并对进一步研究给出若干建议. 展开更多

关键词 动力学 主动控制 气动伺服弹性力学 颤振主动抑制

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基于Volterra级数降阶模型的气动弹性分析 被引量：9

15

作者 姚伟刚 徐敏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1711-1716,共6页

采用VoIte一级数进行非定常气动力辨识，建立了基于状态空间的非定常气动力降阶模型，耦合结构方程，建立了降阶的气动弹性系统和气动伺服弹性系统，开展了颤振分析和颤振主动抑制的初步研究，计算效率提高了2～3个数量级。通过气动弹... 采用VoIte一级数进行非定常气动力辨识，建立了基于状态空间的非定常气动力降阶模型，耦合结构方程，建立了降阶的气动弹性系统和气动伺服弹性系统，开展了颤振分析和颤振主动抑制的初步研究，计算效率提高了2～3个数量级。通过气动弹性标模AGARD445．6和气动伺服弹性标模BACT算例验证，证明降阶方法正确，可以提供高效、高精度的气动弹性分析。 展开更多

关键词 Voherra级数 降阶模型 颤振 颤振主动抑制

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