气动系数拟合方法及其误差研究

本文用多元回归分析、参数优化法(共轭梯度法和变尺度法)拟合气动系数,并对这几种方法进行比较、分析。研究结果可用于飞行弹道计算和控制系统仿真。

攻角误差对拟合气动系数的影响

利用弹丸 6自由度运动方程 ,计算攻角变化规律 ,通过数值模拟的方法 ,分析攻角随机测量误差对拟合气动系数的影响 ,进而引起对弹道计算及稳定性判别影响 ,由此可对测试仪器提出合理的精度要求 .

一种空空导弹攻击区的快速解算方法

针对传统空空导弹攻击区解算过程较慢的问题,结合变步长积分、气动系数拟合及最大最小边界快速搜索算法,建立了一种基于三自由度弹道模型的空空导弹攻击区快速解算方法。仿真结果表明,该算法在满足计算精度要求的前提下,大大提高了攻击区的解算速度,保证了机载武器系统的实时性要求,对火控系统实时解算攻击区边界具有重要的参考意义。

类X-20高超声速飞行器反馈线性化控制研究

通过对类X-20高超声速飞行器的气动系数与高度、马赫数、攻角、侧滑角和舵偏角的关系进行分析,对各项气动系数进行了简化和拟合,并将舵偏增量视作控制输入,在此基础上建立了类X-20飞行器仿射非线性形式的控制模型,证明了它是可以输入输出精确线性化的,从而可以设计反馈线性化控制器.最后在存在大气密度、气动力矩系数和转动惯量不确定性情形下,针对原动力学模型进行闭环仿真研究,原动力学模型考虑地球旋转,气动数据直接从类X-20飞行器的气动数据表插值得到.仿真结果表明,所设计的控制律可以实现控制目标,具有较强鲁棒性.

基于偏移量控制的MPC算法在预扭叶片振动控制中的应用

针对风力机叶片的不稳定振动,阐述基于偏移量控制的模型预测控制(MPC)算法在预扭叶片振动控制中的应用。结构模型是基于结构阻尼计算的2D预扭典型截面,基于通用2D挥舞/摆振模型进行挥舞角/摆振角的变换,纳入了不同预扭角度下的结构阻尼。气动力是基于拟合气动系数的“六级正弦和”模型。基于偏移量控制和给定目标值的MPC算法,研究基于时域响应的稳定性分析和振动控制方法。MPC控制算法基于状态空间描述,实现位移响应分析及控制信号展示,利用罚权值实现设定点跟踪和控制信号变换,并制约输出信号幅度,迫使其急速衰减。通过变化的结构阻尼、预测水平系数和不同的目标参数下的响应分析,并对比线性二次型控制结果,验证了MPC算法的鲁棒性。