考虑锥体约束的旋翼振动闭环控制及试验研究

王传达; 金坤健; 喻国瑞; 黄国科; 王刚; 彭海军

doi:10.7527/S1000-6893.2025.32096

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DOI: https://doi.org/10.7527/S1000-6893.2025.32096

考虑锥体约束的旋翼振动闭环控制及试验研究

王传达 ,
金坤健 ,
喻国瑞 ,
黄国科 ,
王刚 ,
彭海军

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1. 大连理工大学
2. 航空工业直升机设计研究所
3. 中国直升机设计研究所

收稿日期: 2025-04-09

修回日期: 2025-07-07

网络出版日期: 2025-07-15

基金资助

国家自然科学基金“叶企孙”项目

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摘要

针对桨叶不相似导致的旋翼1/rev低频振动过大、旋翼锥体偏离等问题，发展了一种考虑旋翼锥体约束的旋翼闭环振动控制算法。首先，建立了基于柔性桨叶的旋翼气弹耦合模型，设定参数模拟工程中桨叶的不相似性，从而产生锥体偏离现象和振动不平衡特性；然后，以旋翼振动谐波分量为控制目标，单片桨叶的总距变化量为控制输入，锥体偏离值作为约束条件，构造一组约束优化问题，进而求解得到最优控制量；其次，通过数值仿真，对比了无锥体约束的控制算法，仿真结果表明在加入锥体约束后，不仅仍然能够大幅降低低频振动幅值，而且能够将锥体偏差值约束到设定范围内，证明了约束控制算法的有效性；最后，进一步进行试验验证，建立旋翼系统试验平台，将控制算法改编为Simulink模型，结合相应的硬件设备，搭建软硬件架构，执行不同飞行状态下的控制算法，试验结果表明均可以将振动降低60%以上，锥体偏差值也限制在设定值附近，最高降低73%。

关键词： 旋翼气弹建模; 闭环振动控制; 旋翼锥体与动平衡调整; 实时化仿真; 旋翼塔实验

本文引用格式

王传达 , 金坤健 , 喻国瑞 , 黄国科 , 王刚 , 彭海军 . 考虑锥体约束的旋翼振动闭环控制及试验研究[J]. 航空学报, 0 : 1 -0 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2025.32096

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