用于直升机多路振动主动控制的智能旋翼试验系统研究

摘要

随着人们对直升机性能要求的不断提高,智能旋翼技术越来越受到人们的关注,它已经成为直升机工程界的一个研究热点.智能材料的应用是智能旋翼技术的发展的关键,目前所研究的智能驱动材料中最能符合要求的首推压电陶瓷,本文对压电传感器,驱动器的基本原理、性能以及相应的调理电路进行了分析.本系统采用压电陶瓷作为传感器和驱动器,分布式埋入桨叶模型中,对后缘附翼方式和根部布片方式进行比较并选用根部布片方式,制成了智能旋翼的桨叶模型.用ANSYS软件对桨叶模型进行了振动模态及应力分析,以确定传感器的布置位置.利用旋转变压器来获取与直升机振动相关的谐波信号作为自适应滤波的参考信号,利用简化了的自适应滤波算法结合自适应前馈控制对旋翼进行振动主动控制.实验证明,取得了较好的减振效果.传感器信号和控制信号的传输非常重要,要保证信号传输系统的高可靠、长寿命、强抗干扰能力以及能工作在恶劣的环境下,真正满足智能旋翼实际应用的要求,就必须采用无触点的信号传输方式.本文选用了高频软磁材料铁氧体作为磁芯,制成了信号耦合器,实现信号的非接触式传输.本文采用了基于脉冲编码调制(PCM)技术的信号传输系统对传感器及驱动器信号进行采集和传输,试验结果表明取得了良好的传输效果.

目录

文摘

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承诺书

第一章绪论

1.1引言

1.2智能旋翼控制的主要技术

1.3国内外研究概况

1.4本文主要研究内容

第二章智能旋翼的传感元件及驱动元件研究

2.1传感元件

2.2驱动元件

2.3压电元件的压电效应

2.3.1压电效应的物理解释

2.3.2压电性能参数的一般描述

2.4压电传感器的等效电路

2.5压电式传感器的测量电路

2.6本章小节

第三章智能旋翼振动主动控制方法研究

3.1桨叶结构形式

3.2桨叶模型的振动模态分析

3.3智能旋翼振动主动控制律

3.3.1最优控制法

3.3.2自适应控制

3.4本章小节

第四章智能旋翼信号传输技术研究

4.1幅度调制

4.2频率调制

4.3脉冲编码调制

4.4基于PCM的信号传输系统的实现

4.4.1信号传输系统基本组成与实现

4.5本章小节

第五章实验系统搭建及结果分析

5.1信号耦合器的安装与调试

5.2数据采集卡的应用

5.3软件设计

5.4试验系统搭建

5.5试验数据分析

5.6本章小节

第六章全文总结与展望

6.1全文研究内容总结

6.2需要进一步研究的内容

参考文献

致谢

在学期间发表的文章

附录