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基于相位角寻优的四旋翼无人机振动抑制分析
1
作者 孙凤楠 冯志壮 +3 位作者 苑高飞 邢龙涛 樊枫 朱艳 《振动与冲击》 北大核心 2026年第2期293-302,共10页
振动是影响多旋翼飞行器性能的重要因素之一。考虑多旋翼振动叠加特性提出一种基于相位角寻优实现多旋翼飞行器机身振动抑制的方法。以大尺寸变距四旋翼无人机为减振设计对象,首先,基于Hamilton原理构建四旋翼无人机全机动力学模型,采... 振动是影响多旋翼飞行器性能的重要因素之一。考虑多旋翼振动叠加特性提出一种基于相位角寻优实现多旋翼飞行器机身振动抑制的方法。以大尺寸变距四旋翼无人机为减振设计对象,首先,基于Hamilton原理构建四旋翼无人机全机动力学模型,采用时间有限元法计算机身振动并与试飞振动数据对比验证模型可靠性;其次,根据旋翼相位角差及振动仿真计算结果训练了不同飞行状态下的Kriging代理模型,以摄像头位置振动为目标,飞控系统位置及4副支臂与机身连接位置处振动为约束条件,采用自适应期望改进加点准则提高代理模型全局计算精度;最后,在此基础上获取了不同飞行状态下的最优相位角组合数据库,使得18 km/h、36 km/h、54 km/h及72 km/h稳定平飞状态下目标位置处综合减振效率达到81.1%、82.6%、83.8%及77.1%,证明其是一种可行的振动抑制方法,该技术为多旋翼飞行器振动控制领域的研究和技术创新提供了新的方向。 展开更多
关键词 多旋翼 振动 代理模型 减振效率 相位角寻优
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桨尖扭转分布对旋翼动载荷特性的影响
2
作者 余智豪 黄剑 +2 位作者 黄水林 樊枫 李春华 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10496-10505,共10页
针对常规直升机桨叶不同的桨尖扭转分布设计引起的旋翼动载荷变化的问题,建立旋翼气弹动载荷分析模型并开展不同桨尖扭转分布的动载荷分析和试验分析。针对桨叶典型的细长柔性梁特征,基于柔性多体动力学框架建立旋翼结构动力学模型,并... 针对常规直升机桨叶不同的桨尖扭转分布设计引起的旋翼动载荷变化的问题,建立旋翼气弹动载荷分析模型并开展不同桨尖扭转分布的动载荷分析和试验分析。针对桨叶典型的细长柔性梁特征,基于柔性多体动力学框架建立旋翼结构动力学模型,并针对桨尖扭转对气动环境的影响,采用双峰自由尾迹方法建立旋翼气动模型,并进行方法验证。以BO105旋翼为研究对象,进行几种桨尖扭转分布下的旋翼气动和结构载荷影响分析。结果表明:增加桨叶线性负扭转有利于提高小速度状态下的旋翼整体气动效率,对旋翼动载荷影响较小。但前飞速度增加后,桨尖产生了负升力,旋翼动载荷增加。采用桨尖正扭设计和后掠布局设计都有利于降低旋翼动载荷水平,且4 m模型旋翼风洞试验结果也验证了采用桨尖正扭设计方案的桨毂垂向力动载荷水平更低。 展开更多
关键词 直升机 旋翼 动载荷 扭转分布
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三维桨尖旋翼气弹响应特性影响分析
3
作者 余智豪 程毅 李春华 《动力学与控制学报》 2025年第8期49-58,共10页
针对带有前/后掠、上/下反的三维桨尖旋翼气弹动力学问题开展旋翼气弹响应参数影响分析.基于中等变形梁理论,并针对三维桨叶梁单元连续协调问题引入节点转换矩阵以及建立变形相容原则,建立复杂三维外形旋翼气弹分析模型,并开展详细的气... 针对带有前/后掠、上/下反的三维桨尖旋翼气弹动力学问题开展旋翼气弹响应参数影响分析.基于中等变形梁理论,并针对三维桨叶梁单元连续协调问题引入节点转换矩阵以及建立变形相容原则,建立复杂三维外形旋翼气弹分析模型,并开展详细的气弹响应参数影响分析.研究表明:桨尖前/后掠布局会造成挥舞和扭转方向的耦合效应,桨尖上/下反布局会造成摆振和扭转方向的耦合效应,尤其是在大速度状态下,桨叶弹性扭转受三维桨尖布局变化影响明显. 展开更多
关键词 直升机 旋翼 气弹响应 上反 后掠
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长行程磁悬浮平面作动器的动力学建模与非线性模型预测控制方法
4
作者 胡棋誉 陆泽琦 陈立群 《动力学与控制学报》 2025年第8期1-11,共11页
针对精密制造领域对高速定位和动态响应性能的严苛要求,提出了一种基于二维Halbach永磁阵列和印制线路板(printed circuit board,PCB)线圈阵列的长行程磁悬浮平面作动器设计与控制方法.基于磁场分布的谐波模型,建立了磁悬浮平面作动器... 针对精密制造领域对高速定位和动态响应性能的严苛要求,提出了一种基于二维Halbach永磁阵列和印制线路板(printed circuit board,PCB)线圈阵列的长行程磁悬浮平面作动器设计与控制方法.基于磁场分布的谐波模型,建立了磁悬浮平面作动器的动力学模型,分析了平动和旋转运动中的磁力与力矩耦合效应.揭示了系统的非线性动态特性,提出了非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)策略,并通过优化控制输入,实现了复杂路径的高精度轨迹跟踪.结果表明,该方法在跟踪任务中表现出高精度、强鲁棒性和快速动态响应性能. 展开更多
关键词 磁悬浮平面作动器 动力学建模 非线性模型预测 轨迹跟踪
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复杂三维外形旋翼气弹稳定性分析 被引量：2
5
作者 邓景辉 余智豪 +1 位作者 周云 宋彬 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期209-215,共7页
针对带有后掠、下反构型的复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题进行分析。基于中等变形梁理论以及Hamilton原理,在桨叶运动学描述中引入节点转换矩阵在有限元总体阵组集中引入变形相容原则,建立面向复杂三维外形旋翼的结构动力学模型,并在... 针对带有后掠、下反构型的复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题进行分析。基于中等变形梁理论以及Hamilton原理,在桨叶运动学描述中引入节点转换矩阵在有限元总体阵组集中引入变形相容原则,建立面向复杂三维外形旋翼的结构动力学模型,并在算例验证的基础上针对复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题展开参数影响分析。研究表明:桨尖后掠引起挥舞-扭转结构负耦合效应,造成一阶扭转模态频率和模态阻尼比降低,一阶扭转模态阻尼最大降低90%;桨尖下反引起摆振-扭转结构正耦合效应,造成二阶摆振模态频率降低,一阶扭转模态阻尼比最大降低62%,采用后掠带下反设计会大大降低扭转稳定性。 展开更多
关键词 直升机 旋翼 气弹稳定性 后掠 下反
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惯性平台内、外框架结构系统的动力响应分析
6
作者 王卿 裴听国 王佳民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期122-126,共5页
应用有限元数值计算方法,对某型号惯性平台内、外框架结构系统进行了动力响应分析,得到了结构系统在承受正弦周期载荷时的响应曲线、谐振频率、谐振频率点的振型及最大振幅,建立了平台内、外框架结构系统(外框架→内框架→台体)各部分... 应用有限元数值计算方法,对某型号惯性平台内、外框架结构系统进行了动力响应分析,得到了结构系统在承受正弦周期载荷时的响应曲线、谐振频率、谐振频率点的振型及最大振幅,建立了平台内、外框架结构系统(外框架→内框架→台体)各部分响应的传递关系。通过分析计算,对如何提高结构系统的动态性能提出了方法和建议,为今后型号的改进和设计奠定了基础。 展开更多
关键词 惯性平台 内 外框架 结构系统 有限元 动力响应
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大前进比变转速旋翼气弹动力学建模与载荷特性分析 被引量：6
7
作者 余智豪 周云 宋彬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期17-22,共6页
针对大前进比变转速旋翼气弹动力学问题开展分析研究。基于Hamilton原理以及中等变形梁理论建立旋翼动力学方程,并针对大反流区气动力计算方法和大前进旋翼气弹配平计算方法进行修正,集成考虑大前进比的旋翼气弹计算模型。在旋翼动力学... 针对大前进比变转速旋翼气弹动力学问题开展分析研究。基于Hamilton原理以及中等变形梁理论建立旋翼动力学方程,并针对大反流区气动力计算方法和大前进旋翼气弹配平计算方法进行修正,集成考虑大前进比的旋翼气弹计算模型。在旋翼动力学模型的验证基础上,开展大前进比下变转速旋翼气弹动力学计算分析。通过计算桨叶剖面气动和结构载荷表明:随着前进比增加,反流区内桨叶剖面出现周期交变的脉冲式法向力和气动力矩;桨叶挥舞、摆振弯矩随转速降低而增加,且在接近共振转速频率时挥舞和摆振弯矩明显增加。提取桨叶结构载荷中的气动部分,表明脉冲气动力会带来显著的气动部分变化。 展开更多
关键词 直升机 旋翼 变转速 大前进比 振动载荷
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旋翼干扰对共轴刚性旋翼振动载荷影响分析 被引量：2
8
作者 余智豪 张仕明 +1 位作者 宋彬 周云 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1188-1195,共8页
针对旋翼干扰下的共轴刚性旋翼振动载荷问题开展计算分析。结合中等变形梁理论的结构动力学模型和含非定常自由尾迹的双旋翼气动模型,建立共轴刚性旋翼振动载荷计算模型。以XH-59A旋翼为研究对象,在模型验证的基础上详细分析旋翼俯仰角... 针对旋翼干扰下的共轴刚性旋翼振动载荷问题开展计算分析。结合中等变形梁理论的结构动力学模型和含非定常自由尾迹的双旋翼气动模型,建立共轴刚性旋翼振动载荷计算模型。以XH-59A旋翼为研究对象,在模型验证的基础上详细分析旋翼俯仰角α、间距D以及交叉角Ψ对共轴刚性旋翼振动载荷特性影响。研究表明:增加旋翼俯仰角α会降低桨毂垂向力F_(z)和俯仰力矩M_(y)的3Ω谐波幅值,但会大幅增加滚转力矩M_(x)的3Ω谐波幅值,在高速前飞时利用俯仰角参数能调节桨毂谐波幅值水平;旋翼间距D越小,桨毂谐波幅值越高;交叉角Ψ对桨毂滚转力矩M_(x)和俯仰力矩M_(y)谐波幅值影响较大,在30°交叉角下滚转力矩M_(x)的3Ω谐波幅值增加量要高于俯仰力矩M_(y)的3Ω谐波幅值减少量,而0°交叉角下的桨毂振动载荷整体水平更低。 展开更多
关键词 直升机 共轴刚性旋翼 振动载荷 旋翼干扰
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