[發(fā)明專利]一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811248278.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109521673A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱志平;楊文鈺;呂崢;王磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗;鄧治平

1.一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：建立面向控制的二維機(jī)翼氣動(dòng)彈性模型的線性控制方程；

第二步：將第一步建立的線性控制方程轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間形式；

第三步：將線性控制方程的狀態(tài)空間形式作為受控對(duì)象，使用等速趨近律和李雅普諾夫穩(wěn)定條件，得到確定性的顫振主動(dòng)抑制滑模控制律；

第四步：確定二維機(jī)翼模型中的不確定性參數(shù)，并對(duì)這些不確定性參數(shù)進(jìn)行分類，在機(jī)翼的顫振主動(dòng)抑制的滑模控制律中，所述不確定性參數(shù)分為三個(gè)部分：尺寸參數(shù)誤差、力學(xué)性能參數(shù)誤差和氣動(dòng)力相關(guān)參數(shù)誤差；

第五步：運(yùn)用數(shù)值方法計(jì)算第四步所述不確定性參數(shù)對(duì)于第三步得到的顫振主動(dòng)抑制滑模控制律的靈敏度，顫振主動(dòng)抑制滑模控制律最終由控制器施加到受控對(duì)象上，從顫振主動(dòng)抑制滑模控制律的數(shù)值變化看出控制器的抖振情況，篩選出對(duì)控制器抖振具有影響的參數(shù)；

第六步：對(duì)于第五步得到的影響參數(shù)，采用并行頂點(diǎn)方法計(jì)算，得到區(qū)間滑模控制律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟一中，面向控制的二維機(jī)翼氣動(dòng)彈性模型的線性控制方程為：

其中L和M為二維機(jī)翼的常用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)升力和力矩，三個(gè)自由度α，h和β分別代表俯仰角，剛心沉浮位移和襟翼的偏轉(zhuǎn)角，Sα表示圍繞彈性軸的靜矩，Iα表示關(guān)于彈性軸的慣性力矩，k_h和k_α分別是h和α自由度的剛度，m為翼段質(zhì)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟二中，狀態(tài)空間形式為：

其中：

a₃₁＝-dI_αk_h a₄₁＝dS_αk_h

d＝(mI_α-S_α²)^-1；

狀態(tài)空間方程中，x為自由度及其一階導(dǎo)組成的狀態(tài)向量，A、B為常系數(shù)系統(tǒng)矩陣，u為控制輸入標(biāo)量，Sα表示圍繞彈性軸的靜矩，Iα表示關(guān)于彈性軸的慣性力矩，k_h和k_α分別是h和α自由度的剛度，m為翼段質(zhì)量，L和M為二維機(jī)翼的常用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)升力和力矩，和分別為h和α對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟三中得到的顫振主動(dòng)抑制滑模控制律為：

其中，s為滑模面，為變結(jié)構(gòu)控制器的增益，c為滑模面公式中的狀態(tài)量系數(shù)矩陣，B為常系數(shù)系統(tǒng)矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟五中，靈敏度分析選擇數(shù)值差分方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟六中，區(qū)間滑模控制律的計(jì)算使用并行頂點(diǎn)算法。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維機(jī)翼顫振問(wèn)題的區(qū)間滑模抑制方法，其特征在于：所述步驟六中，區(qū)間滑模控制律為

其中，A^I、B^I為區(qū)間矩陣集，s為滑模面。