基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究

doi:10.7527/S1000-6893.2014.0192

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究
其他题名	Gust alleviation active control based on CFD reduced-order models
	聂雪媛; 杨国伟
发表期刊	航空学报
	2015
卷号	36 期号:4 页码:1103-1111
ISSN	1000-6893
摘要	飞行器飞行时会受到大气紊流的影响,降低飞行品质。阵风减缓控制是改善飞行器飞行性能的关键技术。现有的阵风响应分析多以离散阵风为研究对象,对更加真实描述大气紊流的连续型阵风时域分析关注较少。采用成形滤波器方法将频域形式给出的大气紊流信号转换为时域信号。在跨声速区域内,利用系统辨识技术,基于计算流体力学(CFD)方法建立阵风激励下的气动载荷状态空间降阶模型(ROM)。为方便控制器设计,借助平衡模态法进行模型的进一步降阶。使用模型预测控制(MPC)算法通过控制操纵面偏转实现阵风减缓主动控制。以AGARD445.6标模作为仿真算例,验证基于ROM设计的阵风减缓控制律的有效性。仿真结果表明,在跨声速飞行状...
其他摘要	In flight,aircraft suffers atmospheric turbulence and the flight quality degrades.Gust load alleviation is an important technique for improving the performance of aircraft.Most of the existing gust response analysis focuses on discrete gust while study on continuous gust attracts little attention.The continuous turbulence time domain signals can be obtained with the shaping filter.In transonic regime,computational fluid dynamics(CFD)- based gust loads reduced-order models(ROM)in the state-space form are built by the system identification method.Furthermore,to design a feasible controller,the balanced truncation approach is used to reduce the model order.Model predictive control(MPC)algorithm is adopted to control the deflection of the control surface so that gust load alleviation is realized.The AGARD445.6wing configuration is used as a numerical example to demonstrate the present gust ROM methodology and alleviation effects.It has been shown that the gust ROM with MPC law can suppress the wing root bending moment effectively;meanwhile,the deflection of the control surface can satisfy the hard constrain.
关键词	阵风减缓控制降阶模型气动弹性跨声速大气紊流模型预测控制
DOI	10.7527/S1000-6893.2014.0192
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:5420107
课题组名称	LMFS流固耦合与数值计算(LHO)
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/58239
专题	流固耦合系统力学重点实验室高温气体动力学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	聂雪媛,杨国伟. 基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究[J]. 航空学报,2015,36,4,:1103-1111.
APA	聂雪媛,&杨国伟.(2015).基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究.航空学报,36(4),1103-1111.
MLA	聂雪媛,et al."基于CFD降阶模型的阵风减缓主动控制研究".航空学报 36.4(2015):1103-1111.

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IMCAS-J2015-195.pdf（845KB）	期刊论文	作者接受稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载