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飞翼式柔性飞机纵向动力学建模与稳定性分析 被引量：6
1
作者 沈华勋 徐亮 +1 位作者 陆宇平 何真 《动力学与控制学报》 2016年第3期241-246,共6页
柔性飞行器在飞行过程中容易发生大变形,这种变形将导致机翼甚至整个飞行器的气动弹性和飞行动力学特性发生变化,特别是对稳定性的影响.本文采用三段式刚体假设,以变上反角的方式来描述机翼的展向弯曲变形,对一类飞翼式柔性飞行器进行... 柔性飞行器在飞行过程中容易发生大变形,这种变形将导致机翼甚至整个飞行器的气动弹性和飞行动力学特性发生变化,特别是对稳定性的影响.本文采用三段式刚体假设,以变上反角的方式来描述机翼的展向弯曲变形,对一类飞翼式柔性飞行器进行了纵向动力学建模,并进一步分析了操纵面、推力和迎角与上反角的关系,以及变上反角对飞行稳定性的影响.结果表明,在保持速度和高度不变的情况下,稳定性受上反角的影响比较明显,如果变形过大,飞行器将变为动不稳定,且短周期模态不能保持.因此,为了保持飞机的纵向稳定性,必须要控制飞机的变形. 展开更多
关键词 柔性飞行器 上反角 动力学建模 稳定性
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推力协同的大柔性飞行器纵向姿态控制 被引量：3
2
作者 雷灏 陈柏屹 +1 位作者 刘燕斌 陆宇平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2207-2217,共11页
为了研究大柔性飞行器飞行/结构耦合动力学特性,提出了改进的面向控制的大柔性飞行器多体模型,开展了大柔性飞行器纵向动力学耦合特性分析与推力协同下纵向姿态控制律设计。采用二面角动态近似描述大柔性飞行器结构动力学特征,并推导了... 为了研究大柔性飞行器飞行/结构耦合动力学特性,提出了改进的面向控制的大柔性飞行器多体模型,开展了大柔性飞行器纵向动力学耦合特性分析与推力协同下纵向姿态控制律设计。采用二面角动态近似描述大柔性飞行器结构动力学特征,并推导了纵向耦合动力学模型。根据改进模型在配平点处的线性化模型,分析了飞行/结构耦合系统的纵向稳定性与结构变形量之间的关系。针对大柔性飞行器姿态稳定与跟踪,设计了纵向姿态控制器。与常规飞行器相比,大柔性飞行器飞行过程中会发生大变形,当载荷较大时,配平构型近似"U"形,此时纵向动力学具有长周期不稳定的特征。分析结果表明:大柔性飞行器各模态之间的耦合程度随着变形的增大而增大。此外,纵向姿态控制需要升降舵与推力协同控制速度和俯仰角并且考虑结构动力学的影响,否则飞行/结构的耦合作用会导致姿态跟踪误差衰减缓慢甚至发散。 展开更多
关键词 大柔性飞行器 多体模型 耦合飞行动力学 纵向姿态控制 速度控制 协同控制
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大柔性飞行器的低阶建模方法及仿真分析 被引量：1
3
作者 赵子绮 徐亮 陆宇平 《电子设计工程》 2016年第16期5-8,共4页
大柔性飞行器模型采用有限元思路建模往往造成阶次较高,模型复杂等问题,不利于进行系统研究以及飞行控制一体化设计。文章基于常规刚柔解耦思路,建立了面向控制的大柔性飞行器低阶简化模型,用以对飞行控制进行研究,探索刚柔特性对飞行... 大柔性飞行器模型采用有限元思路建模往往造成阶次较高,模型复杂等问题,不利于进行系统研究以及飞行控制一体化设计。文章基于常规刚柔解耦思路,建立了面向控制的大柔性飞行器低阶简化模型,用以对飞行控制进行研究,探索刚柔特性对飞行稳定性和控制设计的影响。通过仿真软件Matlab对建立的非线性大柔性飞行器模型运动特性进行分析。最终,得出了不同刚度条件下的仿真曲线,从而验证了模型正确性和可行性,为后续控制设计提供了实现基础。 展开更多
关键词 大柔性飞行器 建模 仿真 模型配平
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基于平衡理论的大柔性飞行器模型降阶 被引量：1
4
作者 孙明敏 陆宇平 +1 位作者 徐亮 沈华勋 《电子设计工程》 2015年第13期121-124,共4页
为了降低大柔性飞行器模型的分析与计算难度,采用了基于平衡实现的降阶方法对某大柔性飞行器模型进行简化,并利用基于平均速度的状态空间Newmark法进行数值运算,得出了降阶模型与原系统的输出响应曲线。仿真结果表明,降阶模型能够较好... 为了降低大柔性飞行器模型的分析与计算难度,采用了基于平衡实现的降阶方法对某大柔性飞行器模型进行简化,并利用基于平均速度的状态空间Newmark法进行数值运算,得出了降阶模型与原系统的输出响应曲线。仿真结果表明,降阶模型能够较好地反映原系统的响应特性,这为大柔性飞行器模型的控制器设计提供了参考。 展开更多
关键词 大柔性飞行器 模型降阶 平衡实现 状态空间Newmark法
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阵风扰动下大柔性飞行器姿态跟踪控制设计
5
作者 吕蓉蓉 徐亮 +1 位作者 薛辰 陆宇平 《电子设计工程》 2018年第18期6-10,共5页
大柔性飞行器是一类高空长航时飞行器,机翼展弦比大、柔性程度大。文中首先对非线性的大柔性飞行器模型进行线性化与降阶,之后对得到的模型进行模型参考自适应控制器的设计。在设计模型参考自适应控制律之前,首先设计线性二次型调节器(L... 大柔性飞行器是一类高空长航时飞行器,机翼展弦比大、柔性程度大。文中首先对非线性的大柔性飞行器模型进行线性化与降阶,之后对得到的模型进行模型参考自适应控制器的设计。在设计模型参考自适应控制律之前,首先设计线性二次型调节器(LQR)控制器,接着考虑不确定性,在LQR控制器的基础上,构造参考模型,设计模型参考自适应控制律。仿真结果显示,在阵风扰动下,模型参考自适应控制器能良好地跟踪俯仰角。 展开更多
关键词 大柔性飞行器 模型参考自适应控制器 阵风扰动 姿态跟踪
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大柔性飞行器的自适应姿态控制设计
6
作者 王天宇 徐亮 +1 位作者 陆宇平 吕蓉蓉 《动力学与控制学报》 2017年第4期350-355,共6页
研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定... 研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制器,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标. 展开更多
关键词 大柔性飞行器 平衡实现 最优控制 模型参考自适应控制
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