项目名称: 基于参数化降阶模型和前视突风探测信息的飞机载荷减缓控制

项目编号: No.11472128

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 赵永辉

作者单位: 南京航空航天大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 突风载荷减缓(GLA)研究如何利用主动控制技术减小突风引起的过载,达到减轻翼根增量弯矩和结构疲劳的目的,是我国大飞机研制中亟待解决的关键技术。本项目以大型运输类飞机为研究对象,研究基于高保真非定常气动力的降阶模型和前视突风探测信息的GLA控制新方法。内容包括:基于系统辨识和流场特征结构的反馈型非定常气动力降阶建模方法;突风与升力面双向耦合的突风气动力精确计算及降阶建模方法;基于状态空间模型插值的参数化气动伺服弹性模型的建立方法;基于机载激光雷达(LIDAR)探测的飞机前方突风场信息,同时考虑控制面偏转角度和角速度约束条件,研究GLA的模型预测控制(MPC)方法;考虑LIDAR测量突风速度和控制输入时间滞后的不确定性,研究GLA的鲁棒模型预测控制(RMPC)方法。本项目旨在解决基于先知突风信息的飞机GLA控制系统建模、分析与综合问题,为我国大型运输类飞机研制提供重要理论基础和关键技术储备。

中文关键词: 突风载荷减缓;降阶模型;参数化建模;前视突风探测;模型预测控制

英文摘要: Gust Load alleviation(GLA) deals with decreasing the overloads due to the gust by using the active control technology, by which, the decreased increment bending moment and the structural fatigue will be expected. GLA is a key technology in the development of a large aircraft in our country. This project takes the large transport aircraft as the object of the research, and focuses on the new GLA control based on the reduced-order model of the unsteady aerodynamic forces and the information from the measurement of the forward-looking gust. The contents are as follows. First, the reduced-order modeling methods of the feedback-like unsteady aerodynamics are studied based on the system theory and the characteristic structure of the fluids; Next, we will study the accurate computation method based on the two-way coupling of the gust and the lifting surface, and the reduced-order modeling method for the gust aerodynamic forces. Third, we will study the parameterized aeroservoelastic (ASE) modeling method based on interpolation of the equations in the state space. Fourth, the model prediction control (MPC) for GLA will be studied by considering the control surface deflection and deflection rate limits, and information of the gust provided by the on board Light Detection and Ranging (LIDAR) sensor. Finally, we will study the robust MPC for GLA by considering the uncertainties in the measurement of the gust velocity and the time delay in the control input. The aim of this project is to present a systemic solution on the modeling, analysis and synthesize problem of the GLA control system based on prior gust information, and provide the important theory and key technique bases for our country in the development of the large transport aircraft.

英文关键词: Gust load alleviation;Reduced-order model;Parameterized modeling;Forward-looking gust measurement;Model prediction control

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