● 摘要
倾转旋翼机是兼具直升机垂直飞行能力和螺旋桨飞机高速前飞能力的新构型飞行器，具有广阔的发展前景。然而其效率与性能的提高受限于固有的回转颤振问题。
回转颤振是旋翼/短舱/机翼之间复杂的动力学耦合导致的不稳定现象，如何准确预估并实施有效控制是目前国际上倾转旋翼机技术的发展前沿。本文针对回转颤振建模与抑制问题进行研究，通过开发旋翼桨叶新构型、研究控制理论新方法的应用，为回转颤振抑制问题提供先进、有效的设计方法。本文工作包含以下三个方面
（1）飞机模式下旋翼/短舱/机翼耦合动力学建模
改进了一种旋翼/短舱/机翼耦合系统的动力学分析模型。引入独立的当量挥舞铰偏置和当量摆振铰偏置，以精确模拟桨叶挥舞运动和摆振运动，讨论了铰偏置量对阻尼特性和回转颤振边界的影响；在旋翼气动力模型中引入压缩性修正与失速修正，提高了高速前飞状态下旋翼气动载荷预估精度。通过与风洞试验数据和弹性桨叶模型分析结果进行对比，验证了改进模型的有效性。
（2）倾转旋翼机回转颤振主/被动联合抑制
提出了一种基于桨尖偏折的桨叶构型用于回转颤振被动抑制，探讨了其作用机理，开展了参数影响分析，得出了该桨叶构型可以提高机翼模态阻尼和回转颤振速度的结论；采用主动襟副翼控制，以机翼翼尖位移与速度为反馈输入，设计了LQG输出反馈控制系统，解决了存在外部扰动与测量噪声等情况下的回转颤振主动控制问题。频域与时域分析结果表明，所提出的主/被动联合设计方案是一种优于单独采用主动控制的回转颤振抑制方案。
（3）倾转旋翼机回转颤振广义预测控制
基于带外部输入自回归模型的广义预测控制方法，通过在二次型目标函数中引入输入饱和惩罚函数并采用Newton-Rhapson迭代算法求解控制律，提出了一种带约束机制的回转颤振广义预测控制方法，解决了襟副翼舵偏角受限时的回转颤振主动控制系统设计问题。时域分析结果表明，所设计的广义预测控制系统可以有效抑制回转颤振，对模型参数摄动具有鲁棒性，对飞行状态快速变化具有自适应性。