柔性飞翼布局机翼气动弹性响应控制与风洞实验
白裕峰， 邹奇彤， 黄锐， 刘豪杰， 冉玉国
摘要：飞翼布局飞机因具有强隐身、高气动效率等优势，受到了国内外的广泛关注。但由于其机身转动惯量小、机翼低阶弯曲模态频率低等原因，极易在飞行包线范围内发生刚-弹耦合颤振、气动弹性振动等复杂气动弹性问题。本文针对柔性飞翼布局飞机的气动弹性振动抑制问题，提出了一种基于实验频响函数估计和鲁棒控制理论的主动气动弹性控制方法，旨在通过主动控制降低飞机结构的气动弹性振动并对外部未知扰动具有较强的鲁棒性能。首先，通过开环扫频实验，结合气动伺服弹性动力学建模理论，对实验频响函数进行估计获取与实验条件更加贴合的受控系统传递函数。随后，采用鲁棒控制理论设计了气动弹性响应控制器，通过优化其加权参数，使闭环系统的H∞范数最小化，以提高系统的鲁棒性和稳定性。其次，为了验证控制方法的有效性，本文开展了风洞实验验证。风洞实验结果表明，在鲁棒控制器开启的情况下，气动弹性响应控制器在一定风速范围内均可显著降低飞机翼尖加速度响应的均方根值，最高可降低35%，进而验证了鲁棒气动弹性控制器的有效性及其鲁棒性。
文章链接：
