湍流射流和机翼绕流控制优化系统

发布时间：2025-07-03 02:01

　　流动控制是流体力学研究领域中一个非常重要的研究方向。截至目前,大部分流动控制研究是采用被动控制或者开环主动控制。这两种方法都取得了比较好的控制效果。但是被动控制要求对机械装置进行较大幅的改动,而且不容易更改控制参数。开环控制虽然可以方便的改变激励器的控制参数,但是控制参数是实验前预先设定的。在运行环境改变的情况下,最优控制参数也随之改变,开环控制不能够实时对控制参数进行优化。因此,设计一种可以实时优化控制参数的闭环控制系统对提升控制效率,增强流动控制效果有很重要的意义。流动分离和射流混合是流体控制领域典型的湍流现象。如何抑制流动分离,增加射流混合效率一直是科学界的研究热点。有学者曾采用传统斜率搜索算法构建闭环控制系统用来抑制流动分离,然而系统稳定时间过长。因此,本文的研究目的是设计一种快速响应闭环控制系统来抑制流动分离,增加射流混合效率。针对流动分离控制,本文设计了一套闭环流动分离控制系统,其包含翼型、闭环控制器、测力传感器和等离子执行器四个部分。实验采用一种新型绝缘介质阻挡放电等离子执行器(dielectric barrier discharge plasma actuator)来控制...

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【部分图文】：

图1-2不同形式的被动控制方法c)非圆形喷嘴[11]c)Non-circularnozzles[11]

1章绪论（图1-2b）对圆自由射流发展的影响。实验结果发现在使用该控制环时射流扩散速率会减小，射流势流核区域会小幅增加。当控制环位于剪切层内时，这些现象更加明显。近场的湍流强度受到相当程度的抑制。径向速度分布显示射流被控制后射流宽度明显减小。Gutmark和Grinstein[....

图1-5流动控制方法分类Fig.1-5Controlstrategiesusedinflowcontrol

1.4流动闭环控制的研究现状与分析图1-5给出了流动控制领域常用控制方法的分类[30]。我们主要介绍一下反应控制（ReactiveControl）。反应控制主要可以分为前馈控制和反馈控制两种类型，其中前馈控制可以看做是一种开环控制方法。在前馈控制中，传感器测量变量和系统控制后的....

图1-7基本的PID控制原理图Fig.1-7BasicPIDcontrolscheme

PID控制的基础；积分控制可消除稳态误差，但可能引入超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。图1-7给出了一个典型的PID控制原理图。通过该PID控制系统可以实现消除误差e(t)，使系统输出y(t)收敛到参考输入值r(t)附近。类似的PID控制也被用于湍流控制领域....

图2-3等离子激励器示意图Fig.2-3Schematicofthesawtoothplasmaactuator

包含10个锯齿（图2-3）。两片锯齿形电极对称分布。每个锯齿的高-18-

本文编号：4055590