基于观测器的非定常机翼LPV模型振动控制
2021-03-01胡志贤
智能计算机与应用 2021年12期
胡志贤,杨 慧
(上海工程技术大学 航空运输学院,上海 201620)
0 引 言
气动弹性系统中包括结构力、惯性力和空气动力学产生的非线性相互作用,这可能导致振动和其它不稳定现象[1-2]。当机翼发生振动时,会影响飞行安全,甚至导致毁灭性的事故。为了避免机翼振动对结构造成损坏,并确保飞行安全,人们已经研究了诸多被动控制方法。如,采用质量平衡和局部刚度增强等措施,这将导致飞机重量增加并降低飞行性能。而主动控制,能够适应意外的结构和环境变化,极大地改善了飞行器的性能指标,克服了被动控制技术的缺点,因此成为当下研究的热点[3-4]。
利用控制面的偏转实现振动抑制,是目前常见的主动控制技术方法。文献[5-7]中将单尾缘控制的二元机翼的参数变化状态空间,转化为张量积模型,有效地实现了非线性气动弹性系统的控制。文献[8]提出了积分反演滑模控制方法,较好地克服滑模控制抖振的缺点。然而上述大多数文献研究中,气动力载荷是基于准定常气动理论的,这会给气动弹性模型带来不精确的弊端,并且只适用于低频的飞行条件[9]。
非定常气动理论克服了上述缺点,不少学者将其应用于机翼气动弹性系统[10-15]。然而,为获得模型的时域表达式,会引入不可测的空气动力状态[16],难以用传感器去测量所有状态,这为全状态反馈方法的现实应用带来困难;并且机翼布置过多传感器,增加了传感器失灵引起故障的概率。张量积模型变换方法的主要优点是,将各种模型表示形式,生成基于高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多面体的TP模型表示形式[17-18],从而可以很好地应用于现代控制设计工具中,有效地解决非线性系统问题。……
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