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《基于壓電驅(qū)動器直升機主動后緣襟翼技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex:TB12U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringHELICOPTERACTIVETRAILING-EDGEFLAPWITHPIEZOELECTRICACTUATORCandidate：QingqingLuSupervisor：Prof.JinsongLengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EngineeringMechanicsA
2、ffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要振動和噪聲問題是影響直升機工作效率的基本障礙。目前，許多關(guān)于直升機旋翼的研究都關(guān)注于通過降低旋翼的振動來提高直升機的整體工作性能。主動后緣襟翼方法是被認為最有希望實現(xiàn)旋翼振動主動控制的方法之一。隨著智能材料（如形狀記憶合金、形狀記憶聚合物、壓電材料等）的出現(xiàn)與快速發(fā)展，使得主
3、動后緣襟翼技術(shù)水平得到了很大的提高。其中壓電材料因其響應(yīng)頻率高、控制簡單、體積小、重量輕等優(yōu)點，在主動后緣襟翼技術(shù)上應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢。在本文中設(shè)計了一種壓電疊堆陶瓷驅(qū)動器，并將其用于主動后緣襟翼技術(shù)的研究。本研究旨在進一步拓寬通過壓電驅(qū)動器驅(qū)動后緣襟翼技術(shù)實現(xiàn)直升機旋翼減振的工程應(yīng)用基礎(chǔ)。首先對主動后緣襟翼方法實現(xiàn)旋翼減振的原理進行了分析，針對不同的飛行條件，描述了兩種帶有后緣襟翼的直升機槳葉的空氣動力學(xué)分析模型，一種是Theodorsen定常頻域模型，一種是Hariharan-Leishman非定
4、常模型。并對兩種飛行條件下后緣襟翼偏轉(zhuǎn)對旋翼氣動參數(shù)的影響做了算例分析，得出了后緣襟翼偏轉(zhuǎn)的幅值和頻率是影響旋翼氣動特性的重要參數(shù)。進行了菱形壓電驅(qū)動器的設(shè)計，并對菱形放大機構(gòu)的力學(xué)簡化模型進行了分析。針對直升機主動后緣襟翼方法，設(shè)計出適用于驅(qū)動后緣襟翼高效偏轉(zhuǎn)的壓電驅(qū)動器。為了獲得合適的輸出位移，對菱形放大機構(gòu)的幾何尺寸進行了分析，并討論了鉸鏈剛度和結(jié)構(gòu)變形對驅(qū)動器驅(qū)動效果的影響。利用ABAQUS有限元分析軟件建立了壓電驅(qū)動器的有限元分析模型，模擬了壓電驅(qū)動器在不同電壓下的輸出響應(yīng)。進行了壓電驅(qū)動器
5、驅(qū)動后緣襟翼的實驗測試，通過輸入不同的電壓，包括直流電壓和交流電壓，測試了后緣襟翼的偏轉(zhuǎn)響應(yīng)。實驗結(jié)果顯示在190V直流電壓輸入情況下的偏轉(zhuǎn)角可以達到6，在交流電壓輸入的情況下，偏轉(zhuǎn)頻率可已達到20Hz?；趯嶒炈玫暮缶壗笠砥D(zhuǎn)數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)辨識法推導(dǎo)出后緣襟翼偏轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型，最后，利用Simulink工具設(shè)計了基于PID控制算法的主動后緣襟翼閉環(huán)系統(tǒng)，并對PID參數(shù)進行了優(yōu)化調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：主動后緣襟翼；壓電驅(qū)動器；菱形放大結(jié)構(gòu)；PID控制器IAbstractAbstractVibrationand
6、noiseareprimarybarrierswhichlimitthefurtherimprovementsofthehelicopterefficiency.Thecurrentrotorresearchesmainlyfocusonimprovingthehelicopterperformancebyreducingunwantedvibration.Anactivetrailing-edgeflapisoneofthemosteffectiveapproachestofulfillingact
7、iverotorbladevibrationcontrol.Itismorepromisingthaneverbeforetoimprovetheperformanceofactivetrailing-edgeflapduetothedevelopmentofsmartmaterials,suchasshapememoryalloys,shapememorypolymersandpiezoelectricmaterials.Sincepiezoelectricmaterialspossessthech
8、aracteristicsofhighresponsefrequency,easytocontrol,smallvolumeandlightweight,theyhaveshownoutstandingadvantageforsmartactuatorswhichcanbeusedinactivetrailing-edgeflap.Inthisthesis,apiezoceramicactuatorhasbeendesignedforthestudyof
