通过闭环俯仰控制实验缓解大幅横向阵风
流体动力学
2023-05-26 v2
摘要
所有尺度的飞行器都容易受到大幅阵风的影响,这可能导致飞行器损坏和不稳定。因此,为了提高在这些条件下的飞行安全性和可靠性,需要有效的基于物理的控制策略,以及对支撑阵风相遇的主导非定常流动物理的理解。为此,本文开发并实验演示了一种基于 Wagner 和 Kussner 经典非定常空气动力学理论的比例输出反馈升力调节策略,用于机翼遭遇大幅横向阵风且无需阵风强度或起始时间的先验知识的情况。测试的垂直阵风速度范围在自由流速度的 25% 到 71% 之间。发现该策略成功推广到不同强度和方向的阵风,以及处于失速前和失速后迎角的机翼。此外,本文将动力系统分析应用于 Wagner 的空气动力学模型,以揭示俯仰轴位置、俯仰输入和闭环反馈增益对系统稳定性和鲁棒性的影响,以及其背后的流动物理。实时输出反馈控制策略在配备横向阵风发生器的水拖曳池设施中进行了实验测试。时间分辨的力和流场测量用于发现这些相遇过程中的显著流动物理,并说明闭环驱动如何缓解其升力瞬态。
引用
@article{arxiv.2302.02902,
title = {Experimental mitigation of large-amplitude transverse gusts via closed-loop pitch control},
author = {Girguis Sedky and Antonios Gementzopoulos and Francis D. Lagor and Anya R. Jones},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02902},
year = {2023}
}