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智能旋翼的振动控制研究

作　者: 李春明
导　师: 顾仲权
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 直升机 振动主动控制 智能旋翼 主动控制附翼 神经控制 频域神 经控制
分类号: V224
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
下　载: 433次
引　用: 6次
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内容摘要


作为一种新的直升机振动主动控制形式，智能旋翼成为目前直升机工程界的一个研究热点。本文对带有主动控制后缘附翼的智能旋翼用于降低桨毂交变载荷进行探索性的研究，为降低直升机飞行中机体振动水平提供一条有效的新途径。 飞行中直升机的桨毂交变载荷以周期性的为主，而智能旋翼的输入输出关系具有非线性特征。据此，本文提出离线建模的和在线建模的智能旋翼频域神经控制方法，并给出实现的具体方案细节。对模型与真实旋翼进行仿真计算并研究后缘附翼设计参数的影响，结果表明两种方法都具有较好的有效性、稳定性和鲁棒性。 对离线建模的智能旋翼频域神经控制方法进行了试验验证研究，试验分两种情况：以模拟计算机模拟受控对象的半物理仿真试验与悬臂梁振动响应控制试验，并研究了实现中的参数选择问题。试验结果验证了该方法的可行性， 在建立了带有主动控制后缘附翼的智能旋翼系统气动-控制-结构动力学数学模型的基础上，提出了适用于智能旋翼建模的多神经网络并联型式的频域模型，并推导出其矩阵表达式，探讨了隐含层神经元数的确定方法。在神经网络建模的样本选取上，引入了适合于智能旋翼的正交选择法，大大地提高了训练的效率。

全文目录


注释表  7-9
第一章 绪论  9-18
  1．1 引言  9-10
  1．2 直升机振动主动控制方法  10-11
  1．3 带有主动控制后缘附翼的智能旋翼的研究现状  11-13
  1．4 智能材料作动器  13-14
  1．5 与智能旋翼有关的非线性结构振动神经控制  14-16
  1．6 本文研究的意义及主要研究内容  16-18
第二章 智能旋翼的气动-控制-结构动力学系统模型  18-30
  2．1 引言  18
  2．2 基本假设及坐标系系统  18-20
  2．3 智能旋翼载荷  20-24
  2．4 智能旋翼的气动-控制-结构动力学模型  24-25
  2．5 作动器数学模型  25-27
  2．6 模型分析与无量纲化说明  27-29
    2．6．1 模型计算  27-29
    2．6．2 无量纲化说明  29
  2．7 小结  29-30
第三章 智能旋翼神经网络建模  30-40
  3．1 引言  30
  3．2 频域人工神经网络研究  30-33
    3．2．1 频域前馈多层神经网络的结构  30-32
    3．2．2 频域前馈多层神经网络的训练算法  32-33
    3．2．3 隐含层最优神经元数的探讨  33
  3．3 以附翼偏角谐波分量作为系统输入的建模  33-36
    3．3．1 神经网络模型结构及训练算法  34
    3．3．2 适合于智能旋翼训练样本选取的正交选择法  34-35
    3．3．3 模型检验  35-36
  3．4 以驱动电压谐波分量作为系统输入的建模  36-39
    3．4．1 神经模拟器结构及样本选取  36-37
    3．4．2 模型检验  37-39
    3．4．3 神经模拟器泛化能力的检验  39
  3．5 小结  39-40
第四章 基于离线训练神经模拟器的智能旋翼频域神经控制  40-48
  4．1 引言  40
  4．2 基于离线训练神经模拟器的智能旋翼频域神经控制方案  40-41
  4．3 神经控制器及其算法  41-43
  4．4 计算机仿真  43-47
  4．5 小结  47-48
第五章 基于在线训练神经模拟器的智能旋翼频域神经控制  48-57
  5．1 引言  48
  5．2 基于在线训练神经模拟器的智能旋翼频域神经控制方案  48-52
    5．2．1 神经模拟器与神经控制器  49-50
    5．2．2 目标函数与控制量修正公式  50-51
    5．2．3 在线建模与离线建模的控制方法的对比  51-52
  5．3 计算机仿真  52-54
  5．4 附翼参数的影响  54-56
  5．5 小结  56-57
第六章 智能旋翼频域神经控制方法的试验研究  57-69
  6．1 引言  57-58
  6．2 试验方案设计  58-60
    6．2．1 主机/从机系统的工作原理  58
    6．2．2 情况1试验方案  58-59
    6．2．3 情况2试验方案  59
    6．2．4 关键技术问题  59-60
  6．3 软件设计  60-62
  6．4 采用模拟计算机模拟受控对象的半物理仿真试验  62-65
    6．4．1 单通系统的半物理仿真试验  63-64
    6．4．2 二阶动力学系统的半物理仿真试验  64-65
  6．5 悬臂梁模型的振动响应控制试验  65-68
  6．6 小结  68-69
第七章 总结  69-71
  7．1 工作总结  69-70
  7．2 今后值得进一步研究的主要问题  70-71
致谢  71-72
攻读博士期间发表的论文  72-73
参考文献  73-80
附录 Matlab工具箱中前馈多层神经网络的应用  80

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 机翼
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