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摘要
高速飞行器折叠舵因连接结构存在间隙，在飞行过程中易出现非线性动力学行为，气动弹性主动抑制技术是重要的解决方案。由于全动折叠舵只有内舵的舵轴转动位移是输入参数，本文基于滑模控制网络，提出了通过控制舵轴转动来实现多间隙折叠舵颤振主动抑制的新方法。首先基于三维折叠舵模型和活塞理论非定常气动力计算方法，采用线性弹簧模型描述内/外舵折叠机构连接刚度，推导了四自由度折叠舵动力学模型，阐述了舵轴驱动对线性折叠舵系统颤振抑制的可行性和控制机理；进一步将折叠机构连接刚度模型改为间隙非线性弹簧，分析了多间隙非线性折叠舵气动弹性响应行为和滑模控制的颤振抑制效果。研究结果表明：对于所分析的折叠舵系统，沉浮间隙和扑动间隙有利于提高颤振速度，而俯仰间隙将降低颤振速度；采用滑模控制方法能够有效提高线性和间隙非线性折叠舵面的颤振速度。本文研究方法和结果为新型折叠舵系统的设计和气动弹性控制提供了一种工程化解决思路。
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单位中国运载火箭技术研究院
