Control law design for transonic aeroservoelasticity
Control law design for transonic aeroservoelasticity
复制标题
跨音速气动伺服弹性控制律设计
DOI：
10.1016/j.ast.2006.12.004
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发表时间：
2007-03
影响因子：
5.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
现有的跨音速气动伺服弹性计算研究主要集中在将结构动力学方程、CFD求解器和伺服系统在时域内直接耦合，研究给定反馈控制律对气动弹性系统响应的影响。这些工作都没有涉及颤振主动控制律的设计。跨声速流动的非线性给气动伺服弹性分析和设计带来了很大的困难。近年来，基于CFD的非定常气动降阶模型（ROM）的研究为跨音速气动伺服弹性分析和设计提供了一种具有挑战性的方法。基于ROM将结构状态方程与机翼和操纵面的气动力状态方程耦合，建立了状态空间中的跨声速气动伺服弹性模型。然后采用基于输出反馈的次优控制方法设计颤振抑制律。该研究首先演示了基准主动控制技术（BACT）机翼的开环。CFD直接模拟法和ROM分析法的计算结果与实验数据吻合较好。然后将ROM技术的闭环时间响应和颤振结果与基于Euler程序的气动伺服弹性数值仿真结果进行了比较，验证了控制律设计方法和气动伺服弹性分析方法的正确性。采用次优控制方法设计的控制律可使该模型的速度指标提高20%以上。
Existing computational transonic aeroservoelastic researches focus on directly coupling the structural dynamic equations, CFD solver and servo system in time domain, study the effect of the given feedback control laws on the responses of the aeroelastic system. These works have not involved the design of the flutter active control law. The non-linearity of transonic flow brings great difficulties to aeroservoelastic analysis and design. Recent research of the unsteady aerodynamic reduced order models (ROM) based on CFD provides a challenging approach for transonic aeroservoelastic analysis and design. Coupling the structural state equations with the aerodynamic state equations of the wing and the control surface based on the ROM, we construct a transonic aeroservoelastic model in state-space. Then the sub-optimal control method based on output feedback is used to design the flutter suppressing law. The study first demonstrates the open loop of the Benchmark Active Controls Technology (BACT) wing. The computational results of the CFD direct simulation method and the ROM analysis method are both agree well with the experimental data. Then both the closed loop time responses and the flutter results by ROM technique are compared with those of numerical aeroservoelastic simulation based on Euler codes to validate the correctness of the design method of the control law and aeroservoelastic analysis method. An increase of up to 20% of the speed index can be achieved by the control law designed by sub-optimal control method for this model.
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DOI：
10.2514/6.2002-1717
发表时间：
2002-04
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Hak-Tae Lee;I. Kroo;Stefan R. Bieniawski
通讯作者：
Hak-Tae Lee;I. Kroo;Stefan R. Bieniawski
DOI：
10.2514/6.1989-3468
发表时间：
1989-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
D. Ominsky;H. Ide
通讯作者：
D. Ominsky;H. Ide
影响因子：
5.6
作者：
M. Merkel;M. Gojny;U. Carl
通讯作者：
M. Merkel;M. Gojny;U. Carl
DOI：
--
发表时间：
2002-04
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
J. Newsom
通讯作者：
J. Newsom
DOI：
10.2514/6.2000-4226
发表时间：
2000-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
L. Djayapertapa;C. Alien
通讯作者：
L. Djayapertapa;C. Alien