直升機(jī)非線性飛行動(dòng)力學(xué)建模及仿真.pdf

1、直升機(jī)在軍事及民用領(lǐng)域均具有重要的價(jià)值，有著廣闊的應(yīng)用前景，但是由于直升機(jī)的高度耦合性及非線性等特點(diǎn)，其穩(wěn)定性及操縱性等相比定翼飛機(jī)而言較差，從而影響到直升機(jī)完成任務(wù)的能力和駕駛品質(zhì)，而如何提高完成任務(wù)的能力和駕駛品質(zhì)（即操縱性）等正是直升機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)研究的主要內(nèi)容。該文針對(duì)單旋翼帶尾槳直升機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性，重點(diǎn)研究了該直升機(jī)的仿射非線性飛行動(dòng)力學(xué)建模及其仿真軟件的設(shè)計(jì)，主要研究?jī)?nèi)容和研究成果包括： （1）綜述并分析了單旋翼帶尾

2、槳直升機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀及其數(shù)值仿真軟件設(shè)計(jì)方法。 （2）針對(duì)單旋翼帶尾槳直升機(jī)為一多剛體結(jié)構(gòu)的特性，采用分體法分別建立了旋翼、尾槳、平尾及機(jī)身等各部分的飛行動(dòng)力學(xué)模型，并將這些數(shù)學(xué)模型整合，推導(dǎo)出了全狀態(tài)仿射非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型。 （3）針對(duì)單旋翼帶尾槳直升機(jī)配平方程組的非線性及待配平量量級(jí)差異較大等特性，同時(shí)由于直升機(jī)的狀態(tài)多變，很難具體確定待配平量的初始值，提出了一些新的算法如混合遺傳算法等，實(shí)現(xiàn)了非線性方

3、程組的大范圍收斂，很好地解決了直升機(jī)的配平難題。 （4）針對(duì)本文推導(dǎo)出的仿射非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型，利用經(jīng)典龍格庫(kù)塔法得出直-×的操縱性，其結(jié)果與現(xiàn)階段美國(guó)較成熟的Flightlab軟件的計(jì)算結(jié)果比較吻合，驗(yàn)證了本文模型的精確性；同時(shí)利用小擾動(dòng)原理對(duì)該模型進(jìn)行了線性化，以分析直-×的穩(wěn)定性。 （5）為了實(shí)現(xiàn)直升機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)模型的科學(xué)計(jì)算性、軟件的可視性及便于操作性等有機(jī)統(tǒng)一，該文采用了以Matlab為計(jì)算內(nèi)核，Visu