Numerical analysis of geometrical nonlinear aeroelasticity with CFD/CSD method

A nonlinear static aeroelastic methodology based on the coupled CFD/CSD approach has been developed to study the geometrical nonlinear aeroelastic behaviors of high-aspect-ratio or multi-material flexible aerial vehicles under aerodynamic loads. The Reynolds-averaged Navier-Stokes solver combined with the three-dimensional finite-element nonlinear solver is used to perform the fluid-structure coupling simulation. The interpolation technique for data transfer between the aerodynamic and structural modules employs radial basis function algorithm as well as dynamic mesh deformation. A high-aspect-ratio structure with multi-material is modeled by the finite element method to investigate the effects of geometrical non-linearity on the aeroelastic behavior. Numerical simulations of the linear and nonlinear static aeroelasticity were conducted at transonic regime with different angles of attack. By comparing the aeroelastic behaviors of linear and nonlinear structure, it shows that geometrical nonlinearity plays an important role for flexible high-aspect-ratiowings undergoing the large static aeroelastic deformation and should be taken into account in aeroelastic analysis for such structures

Model Reduction-Based Parallel Conjugate Gradient Method

有限元并行计算被应用于求解大规模工程问题。为进一步提高计算效率,将模型减缩方法引入到并行计算区域划分步骤中,采用共轭梯度法,推导了适用于分布式并行环境的模型减缩并行算法。该方法在模型减缩的基础上,将边界节点进一步分为"本地节点"和"共享节点",各任务处理器仅交换"共享节点"相关数据,降低了数据交换量,同时仅保存降阶后的区域矩阵,减少了内存存储。编制了MPI并行计算程序,并通过算例对该方法和普通有限元并行方法进行了比较,验证了算法的有效性

基于随机减量技术的模态参数识别方法探讨

大型基础工程结构的特征参数识别通常是通过对环境载荷激励的结构响应进行分析来实现,随机减量（Random Decrement,RD）技术是环境激励下的模态参数识别方法中应用较广的方法。在实际应用中受环境、测量等条件的限制,信号常为含有某些优势频率的非平稳信号,常常导致随机减量技术在识别结构参数尤其是系统阻尼时带来较大误差。为提高随机减量技术在环境激励作用下识别结构参数的准确性,文中从分析随机减量信号频谱中的频率分布特性入手,结合随机减量函数产生的触发条件,给出了一种利用信号频谱的统计特征进行模态参数识别的方法。数值仿真结果表明该函数能准确识别在含有优势频率环境载荷作用下的结构参数

航模拦截方法及装置

本发明提供一种航模拦截方法及装置。所述航模拦截装置包括发射装置，拦截网和发射弹；所述拦截网的纲角与所述发射弹相连，使所述拦截网可以随发射弹一起被发射并张开，从而通过拦截网将目标航模捕获。本发明不但填补了现有技术中航模拦截方法和装置的空缺，而且装置简单，易操作

Discussion on modal parameter identification method based on random decrement technique

大型基础工程结构的特征参数识别通常是通过对环境载荷激励的结构响应进行分析来实现,随机减量(Random Decrement,RD)技术是环境激励下的模态参数识别方法中应用较广的方法。在实际应用中受环境、测量等条件的限制,信号常为含有某些优势频率的非平稳信号,常常导致随机减量技术在识别结构参数尤其是系统阻尼时带来较大误差。为提高随机减量技术在环境激励作用下识别结构参数的准确性,文中从分析随机减量信号频谱中的频率分布特性入手,结合随机减量函数产生的触发条件,给出了一种利用信号频谱的统计特征进行模态参数识别的方法。数值仿真结果表明该函数能准确识别在含有优势频率环境载荷作用下的结构参数

网络控制系统补偿器设计及稳定性分析

为解决网络延时对网络化控制系统性能的影响，从控制的角度提出基于系统模型的补偿器设计方案以解决网络延时问题，通过对广义预测控制算法GPC状态空间形式的推导，设计具有多步预测功能的网络控制器，实现前向通道的延时补偿；构造具有延时补偿功能的状态观测器以补偿反馈通道延时，分析了使用上述延时补偿策略所构成的闭环网络控制系统的稳定性，通过对不同网络延时补偿的仿真实验，证实了该补偿算法能有效改善控制系统性能并保持系统的稳定

Compensator design and stability analysis for networked control systems

为解决网络延时对网络化控制系统性能的影响,从控制的角度提出基于系统模型的补偿器设计方案以解决网络延时问题.通过对广义预测控制算法GPC状态空间形式的推导,设计具有多步预测功能的网络控制器,实现前向通道的延时补偿;构造具有延时补偿功能的状态观测器以补偿反馈通道延时.分析了使用上述延时补偿策略所构成的闭环网络控制系统的稳定性.通过对不同网络延时补偿的仿真实验,证实了该补偿算法能有效改善控制系统性能并保持系统的稳定

飞行器稳定性导数的参数辨识

静、动态稳定性特性是在飞行器设计过程中关心的重要问题,它们是飞行器控制系统设计、操纵及稳定性分析的重要参数。飞行器在配平攻角处的静、动态稳定性参数决定了飞行器的运动形态,即飞行器能否稳定在配平攻角,如果不能稳定在配平攻角,它将演化至何种运动形态

Gust alleviation active control based on CFD reduced-order models

飞行器飞行时会受到大气紊流的影响,降低飞行品质。阵风减缓控制是改善飞行器飞行性能的关键技术。现有的阵风响应分析多以离散阵风为研究对象,对更加真实描述大气紊流的连续型阵风时域分析关注较少。采用成形滤波器方法将频域形式给出的大气紊流信号转换为时域信号。在跨声速区域内,利用系统辨识技术,基于计算流体力学(CFD)方法建立阵风激励下的气动载荷状态空间降阶模型(ROM)。为方便控制器设计,借助平衡模态法进行模型的进一步降阶。使用模型预测控制(MPC)算法通过控制操纵面偏转实现阵风减缓主动控制。以AGARD445.6标模作为仿真算例,验证基于ROM设计的阵风减缓控制律的有效性。仿真结果表明,在跨声速飞行状..

基于CFD降阶模型的跨声速颤振主动抑制方法研究

跨声速颤振分析强烈依赖于气动非线性,需要时间精确的CFD/CSD耦合计算,其计算效率仍然非常低,非定常CFD降阶模型成为目前提高气动弹性计算效率的主要方法。当颤振发生时,设计控制方法抑制这种结构动不稳定特性是目前研究的热点问题之一。经典控制方法通过频域传递函数设计控制律,现代控制方法都是采用时域状态空间法设计,这就需要发展气动/结构/控制耦合系统状态空间模型。本文以AGARD445.6机翼气动弹性标模为研究对象,采用Volterra级数作为降阶模型,以结构广义位移的主模态阶跃激励作为输入,CFD/CSD计算得到广义气动力进行降阶模型参数辨识,确定气动力的状态空间模型,与结构动力学方程的状态空间..