基于动柔度法的二元机翼颤振主动控制试验研究.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42013年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2013文章编号：1001—2265(2013)04—0027—05基于动柔度法的二元机翼颤振主动控制试验研究术王囡囡，侯友夫(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：为了实现机翼的振动主动控制，以带后缘控制面的NACA0018型二元机翼为研究对象，研究了动柔度法在振动主动控制中的应用。基于准定常气动力理论建立二元机翼的开环和闭环动柔度模型，采用PD控制器实现系统的

2、极点配置目标。介绍了风洞振动试验的系统组成及试验装置。试验结果表明，基于动柔度法的极点配置理论在无需确实系统的质量、阻尼和刚度特性的前提下能够有效地实现二元机翼系统的振动主动控制，获得期望的动态特征，且系统具有良好的鲁棒性。关键词：二元机翼；动柔度法；主动控制；颤振；极点配置中图分类号：TP391文献标识码：AExperimentalStudyonActiveFlutterSuppressionforTwo-dimensionalWingBasedonReceptanceMethodWANGNan—nan，HOUYou—fu(Colle

3、geofMechanicalandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，XuzhouJiangsu221116，China)Abstract：Inordertosuppressflutterforaircraftwingeffectively，researchontheapplicationofrecep—tancemethodwasconductedonatwo-dimensionalwingwithatailing—edgecontrolsurface．

4、Theopenandclosed—loopreceptancemodelwasestablishedbasedonquasi—steadyaerodynamicsforce；Thepoleas—signmentwasachievedbyusingPDcontroller．Inaddition，theexperimentalrigwasintroduceddetailedlybeforecarryingoutthewindtunneltest．Theresultoftheexperimentindicatesthattherebeingn

5、ore。quirementatallforthemass，stiffnessanddampingmatrices，theactivefluttersuppressionwassuccess—fullyachievedbyusingmeasuredreceptance，andthedynamiccharacteristicsandstrongrobustnessofsystemwereexpressedbyprocessingthetest．Keywords：two—dimensionalwing；receptancemethod；act

6、ivesuppression；flutter；poleassignment系统的频率响应函数，因此无需事先确定系统的质量、O引言刚度和阻尼特性，根据实际系统的动态特性，配合一定颤振是最重要、也是最难以预测的气动不稳定的反馈控制律即可实现闭环系统的稳定性。现象，主要涉及到气动力、结构弹性力和惯性力等的本文以NACA0018型二元机翼为试验对象，首相互作用1-3]。颤振发生时机翼从气流中汲取能量先建立机翼系统的动柔度模型，然后根据极点配置从而导致结构发生灾难性破坏，因此必须采取一定理论求解系统的反馈控制增益，最后对机翼进行试的措施抑制颤振现

7、象的发生，其中颤振主动振动控验，验证动柔度法在极点配置中的应用。制技术是近年来研究的热点。颤动主动控制利1二元机翼系统动柔度模型用极点配置理论，通过控制反馈改变原开环系统的极点分布，使系统具有期望的闭环极点，达到闭环稳具有沉浮和俯仰两自由度的机翼模型如图1所定。随着现代飞机设计过程中对操纵性、稳定性、示，基于准定常气动力理论建立气动弹性方程为：高速性以及舒适性等性能要求的提高，控制系统必A+(pv8+D)+(pV2C+E)q=P(1)须具有良好的鲁棒性，且易于实现。其中，A，B，C，D，E分别为结构惯性、气动阻尼、气动刚基于动柔度法的颤

8、振主动控制技术是控制领域的度、结构阻尼和结构刚度矩阵，q(t)为广义模态坐标，P一个创新点，该技术的最大优点是基于试验获得的()为控制力，各个参数的具体表达式详见文献。收稿日期：2013一叭一14基金项目：