主动控制技术在大型民用飞机上的应用分析

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1、万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文主动控制技术在大型民用飞机上的应用研究摘要随着现代航空业的发展，如何安全有效地获得更高的飞行性能和飞行品质是需要研究的问题。以民用飞机为研究对象，大气扰动会增大机体结构载荷、破坏乘坐品质以及干扰飞行员的操作，这与民用飞机的安全性和舒适性要求相悖，因此需要在飞机设计阶段就给出解决方法。此外，由于民用飞机对经济性要求也很高，因此也需要设计出合理的系统以降低飞行成本。针对该问题，阵风载荷减缓与放宽静稳定性这两种主动控制功能可以很好的解决问题。前者可以有效地降低飞机的载荷，改善飞机的乘坐品质，后者具有减小飞机配平阻力、燃油消耗量和机翼结构质量等方面的突

2、出优点。因此本文将进行阵风载荷减缓系统设计与放宽静稳定性研究，使飞机具有较好的安全性、舒适性与经济性，并且提高飞行性能，改善飞行品质。本文的主要内容有：（1）以某型民用飞机为研究对象，选取紊流和阵风这两种大气扰动，建立受风干扰的飞机纵向运动方程。（2）针对经典的PID控制方法设计出的阵风载荷减缓系统抗干扰能力相对较差的问题，本文选用了综合算法，分别在紊流和阵风的干扰下设计了相应的控制系统，并与PID方法设计的系统进行了比较。仿真结果表明，采用综合方法设计出的鲁棒控制系统可以获得更好的过载减缓效果。（3）以B757-200飞机为研究对象，计算了其采用放宽静稳定性技术后的阻力、机翼质

3、量和燃油消耗量等收益的变化。此外，选用了B737-2、B757-200和B777-200这三种不同尺寸的民用客机，进行了I万方数据上海交通大学硕士学位论文收益的比较分析。结果表明，对于较大尺寸的民用飞机，放宽静稳定性技术的收益相对较好。（4）为了提高放宽静稳定飞机的稳定性，选取攻角和俯仰角速度为反馈变量,完成控制增稳系统设计。此外，选用了三种状态的飞机进行单位阶跃响应研究，分别分析原飞机的开环响应、放宽静稳定飞机的开环响应以及有控制增稳环节的放宽静稳定飞机的闭环响应，并给出了结论。（5）以我国新型民用飞机和军用飞机为例，定性地分析了放宽静稳定性技术对我国飞机设计的作用，为放宽静稳定性

4、技术的工程实践打下了基础。关键词：主动控制技术，阵风载荷减缓，放宽静稳定性，综合理论II万方数据上海交通大学硕士学位论文RESEARCHONLARGECIVILAIRCRAFTBASEDONACTIVECONTROLTECHNOLOGYABSTRACTWiththedevelopmentofmodernaviationindustry,itisreasonabletostudyhowtosafelyandeffectivelygetabetterflightperformanceandflyingqualities.Astocivilaircraft,Atmosphericdist

5、urbancewillincreaseaircraftstructuralload,leadtoalossofridequalityandhavenegativeeffectonoperationofpilot,itwillnotmeetthesafetyandcomfortdemandsofcivilaircraft,soitisimportanttoprovidesolutionsduringaircraftdesignprocess.Besides,duetohigheconomicrequirementsofcivilaircraft,itisalsoindispensabl

6、etodesignasuitablesystemtocutflightcost.Inregardtotheproblemabove,gustloadalleviationandrelaxedstaticstabilitywhicharebasedonactivecontroltechnologycanbeusedtosolvetheproblem.Theformercaneffectivelyreduceaircraftloadandimproveridequality,thelatterismeaningfultoreduceaircrafttrimmingdrag,fuelcon

7、sumptionandwingstructuralweight.Hence,thepaperaimstomakeresearchongustloadalleviationandrelaxedstaticstability.Foronething,theresearchwillmeetsafety，comfortandeconomicdemandsofcivilaircraft.Foranotherthing,theresearchisbeneficialt