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题名折叠翼飞行器的动力学建模与稳定控制
被引量：11
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作者
宋慧心
金磊
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机构
北京航空航天大学宇航学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1548-1559,共12页
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基金
国家自然基金青年资助项目(11702010)。
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文摘
折叠翼飞行器在变形过程中,其动力学模型呈现多刚体、多自由度和强非线性特点,同时气动力/力矩、压心、质心和转动惯量等参数也会大幅度变化,严重影响飞行稳定性.由此,本论文将对飞行器的多刚体动力学建模与变形稳定控制进行研究.基于凯恩方法建立了折叠翼飞行器的多刚体动力学模型,并从中得到了变形所产生的附加力和力矩表达式.通过气动计算拟合出气动参数与折叠角之间的函数关系,由此分析了不同折叠角速度下飞行器的纵向动态特性,结果表明,折叠翼飞行器变形过程中速度、高度和俯仰角均会发生变化,飞行器无法保持稳定飞行.为此提出了一种基于自抗扰理论的飞行器变形过程中的稳定控制方法.将折叠翼飞行器纵向非线性动力学模型中存在的非线性项、耦合项以及参数时变项都视为系统内外总扰动,利用扩张状态观测器对总扰动进行实时估计和补偿,针对补偿后的系统设计PD控制器,实现了速度通道和高度通道的解耦控制.通过Lyapunov稳定性原理证明了系统的稳定性,并进行数学仿真验证.仿真结果表明,基于自抗扰理论设计的稳定控制器能够解决飞行器变形所带来的强非线性和参数时变等问题,保证飞行器的高精度稳定控制.
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关键词
折叠翼飞行器
多刚体动力学建模
扩张状态观测器
稳定控制
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Keywords
folding-wing aircraft
multi-rigid body dynamics modeling
extended state observer
stability control
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分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名一种用于折叠翼飞机的行星齿轮机构动力学分析
被引量：9
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作者
严子焜
万小朋
赵美英
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机构
西北工业大学航空学院
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出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2009年第12期49-51,78,共4页
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基金
西北工业大学种子基金资助项目(Z08001)
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文摘
针对折叠翼飞机的折叠机构,在齿轮啮合机构基础上提出一种行星齿轮传动机构实现机翼折叠,利用ADAMS软件对两种机构进行了动力学仿真分析。通过对两种机构的对比分析,证明针对折叠翼飞机设计的行星齿轮机构较原齿轮啮合机构能够有效减小齿轮间的接触力,改善机构的运动平稳特性,降低对驱动电机转矩的要求,有利于提高机构的效率。经仿真分析,证明所设计的行星齿轮传动机构可作为折叠翼飞机的折叠传动机构方案。
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关键词
CATIA
折叠翼飞机
行星齿轮
ADAMS
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Keywords
CATIA
folding wing aircraft
planetary gear
ADAMS
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分类号
V221
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名折叠式变体飞行器轨迹优化及控制分析
被引量：10
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作者
杨博
朱一川
魏延明
樊子辰
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机构
北京航空航天大学宇航学院
北京控制工程研究所
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出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期64-75,共12页
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文摘
针对临近空间高超声速飞行器存在的问题,设计了一种折叠翼飞行器,可以通过折叠机翼来适应各种飞行状态,保持最优的气动特性。并针对临近空间滑翔式高超声速的特点,采用高斯伪谱法对固定翼飞行器和折叠翼飞行器的轨迹优化,通过将折叠翼飞行器与传统固定翼飞行器在射程能力、规避热流能力方面进行对比,提出了一种综合目标的轨迹优化思想。设计的折叠翼飞行器相比传统固定翼飞行器性能更加优越,更适合临近空间环境,提高了17.67%的航程,减少了热流率峰值的35.72%,并通过控制系统的设计和仿真加以验证,仿真结果表明变体飞行器机动能力相比固定翼飞行器有了显著的提高。
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关键词
折叠翼飞行器
轨迹优化
高斯伪谱法
姿态控制
高超声速
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Keywords
folding wing aircraft
trajectory optimization
Gaussian pseudo-spectral method
attitude control
hypersonic speed
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名折叠翼飞机有限元和流固耦合ANSYS分析
被引量：7
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作者
徐伟
段富海
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机构
大连理工大学机械工程学院
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出处
《机电工程技术》
2020年第12期6-9,23,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(编号:51975082)。
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文摘
折叠翼飞机常工作在极端工况和强气流环境下,采用ANSYS有限元CAE软件,对设计的折叠翼飞机进行了模态和流固耦合分析研究,以验证其结构强度是否能满足要求。结合折叠翼飞机的工作环境、工作原理、应用要求、技术性能指标设计折叠翼飞机整体参数,根据设计参数在Solid Works环境下建立三维模型,应用ANSYS软件对折叠翼飞机进行相应的模态分析,并根据流体与固体之间流体动力、结构弹性与惯性力之间的耦合作用,对折叠翼飞机整体进行流固耦合分析。结果表明,设计的折叠翼飞机能满足极限工况环境下的强度和刚度要求。
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关键词
折叠翼飞机
ANSYS
模态分析
流固耦合分析
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Keywords
folding wing aircraft
ANSYS
modal analysis
fluid-structure interaction analysis
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分类号
TP391.7
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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