● 摘要
本论文以某非对称串列翼布局巡飞器为研究对象,主要研究了该飞行器的气动性能和飞行控制系统的设计问题。
Spalart-Allmaras湍流模型,使用FLUENT进行数值仿真实现了对巡飞器湍流流场的模拟。分析了串列翼布局巡飞器空气动力学特性随着攻角、侧滑角、舵偏角等因素的变化情况并简要分析了原因。仿真结果表明巡飞器采用非对称串列翼布局后可以获得良好的气动性能,而且巡飞器横侧向气动特性具有对称性。
其次,基于上述气动仿真得到的气动力数据,建立了巡飞器六自由度非线性动力学模型。在此模型的基础上,进行了巡飞器的配平和线性化解耦处理,得到了巡飞器的纵向和横侧向的状态空间方程。通过结合飞行品质规范,对巡飞器的稳定性与操纵性进行了分析。
最后,基于PID控制理论,分别对巡飞器纵向和横侧向系统进行了姿态保持/控制方法的设计、优化与仿真。仿真结果表明,本文设计的PID控制律可以达到良好的效果,满足了对巡飞器控制精度要求。
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