翼型绕流的电磁力优化控制

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1、硕士论文翼型绕流的电磁力优化控制摘要本文运用实验和数值模拟方法对翼型绕流的电磁力优化控制问题进行研究。主要包括以下两个方面的内容。1．基于DSP系统的翼型运动控制装置的优化设计采用TMS320F2812(DSP芯片)组建控制系统模拟实际翼型的动态过程；通过MATLAB仿真，分析系统控制规律以及提出改善系统性能的优化方法；从软硬件角度对系统进行优化，使得控制系统具有更高的控制精度和稳定性。2．翼型绕流电磁力优化控制对置于弱电解质溶液中不同极宽电磁激活板周围的电磁场及产生的电磁力进行数值模拟，了解相关电磁力的分布特征和分布规律；针对翼型不同运动状态、电磁激

2、活板不同极宽以及不同包覆范围情况下分别进行翼型绕流电磁力优化控制实验，研究分析电磁力对翼型绕流的控制过程与涡的演化特征，获取相应实验结果。结合相关理论知识分析、数值模拟与实验结果，得到如下结论：(1)翼型运动控制系统可以方便实现翼型体运动方式、位置和速度的灵活控制。通过减速器可以将翼型攻角控制精度由0．9。提高到0．09。，同时提高了翼型运动的稳定性；升降速方式控制可有效改善步进电机启停及摆动过程中两端点处的负载控制性能。(2)电磁激活板不同电极磁极宽度下电磁力的渗透分布特征不同。极宽越小电磁场渗透能力越弱，反之渗透能力越强。(3)电磁体积力可以明显改

3、变翼型绕流边界层的结构，抑制边界层的分离与消除尾流涡街。对于一定实验、分析条件下的翼型绕流流场，存在边界层分离控制效果最佳的电磁激活板极宽和电磁力的作用范围(包覆范围)。关键词：优化控制，翼型绕流，DSP，数值模拟。硕士学位论文AbstractUtilizingwiththeelectromagneticforce(Lorentzforce)，theoptimalcontrolofflowaroundhydrofoilhasbeenconductedbothbyexperimentalandnumericalsimulationmethods．Them

4、ainstudieswereincludedthefollowingtwoaspects．1．TheoptimaldesignofDSP-basedsystemofthehydrofoilmotioncontroldevicesTheactualformationoftheairfoildynamicprocesshavebeensimulatedbyusingTMS320F2812(DSPchips)controlsystem．Thecontrolsystemperformancehasbeenimprovedbyconsideringwitllth

5、eresultsofMATLABsimulationandanalysisofsystemcontrollaws．Thelocationaccuracyandstabilityofthehydrofoilmovingcontrolhavebeenenhancedbyoptimizationofthehardwareandsoftware．2．TheoptimalcontrolofflowaroundhydrofoilutilizingwimelectromagneticforceThedifferentdistributingcharacteristi

6、coftheelectromagneticfieldandtheelectromagneticforceonthesurfaceofelectromagneticactuatorhavebeenobtainedbynumericalsimulations．Inviewofdifferentmotionstateofhydrofoil，differentpolewidthofelectromagneticactuatoranddifferentelectromagneticfieldscalearea，theoptimalcontrolexperimen

7、tsofflowaroundhydrofoilutilizingwithelectromagneticforcehavebeenconducted．Theprocessofcontrolbyelectromagneticforceintheflowaroundhydrofoilandtheevolvementofthevortexhavebeendiscussed，thecorrespondingexperimentalresultshavebeenobtained．Unifyingthecorrelationoftheoriesknowledge，a

8、nalyzingtheexperimentalandthenumericalsimulatio