免费论文：飞机气动伺服弹性稳定性现代分析方法研究

飞行器气动伺服弹性研究弹性飞行器的结构、气动及控制之间的相互耦合作用，是飞行器设计中的重要问题。本文结合国内外的研究现状和工程应用需求，提出一套较为完整的飞行器气动伺服弹性稳定性分析研究方法，为气动伺服弹性分析的工程应用提供必要的理论和技术基础。本文主要对气动伺服弹性建模和分析方法进行了系统研究，内容包括：非定常气动力建模，气动伺服弹性建模与不确定性建模，利用乃奎斯特法和最小奇异值法进行气动伺服弹性分析，结构奇异值μ方法的理论及其在气动伺服弹性鲁棒性分析中的应用。以一架战斗机实例为研究对象，利用MSC/NASTRAN软件，分析了全机结构固有振动特性，用亚音速偶极子格网法计算飞机的非定常气动力，建立非定常气动力模型，采用p-k法和根轨迹法计算了飞机的颤振特性，并对拟合状态空间法和最小状态法气动力建模方法进行了对比。系统研究了飞机气动伺服弹性稳定性分析理论方法和应用。利用基于单变量频域理论的乃奎斯特方法和基于多变量频域理论的最小奇异值方法进行了常规的气动伺服弹性稳定性分析；采用线性分式变换建立系统不确定性模型，并利用结构奇异值μ方法进行了多种不确定性摄动情况下的气动伺服弹性鲁棒稳定性研究。乃奎斯特方法适用于单输入单输出(SISO)系统，能够给出系统精确的幅值和相位的稳定裕度，在工程上得到了很好的应用；对于多输入多输出(MIMO)系统，利用最小奇异值方法能够得到较好的解决，但最小奇异值理论给出的鲁棒稳定性定理是一个充分条件，因而给出的结论是保守的。而且，该方法只能考虑乘法和加法摄动情况，无法解决系统在参数摄动情况下的鲁棒稳定性问题；结构奇异值μ分析将理论气动伺服弹性模型和一系列描述模型误差和不确定性的范数有界的算子联系起来，以结构奇异值μ作为多变量鲁棒稳定性测度，计算稳定裕度，所得结果既不保守也不失其真实性，因此更具有实际意义和工程实用价值。

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