Aeroservoelasticity: Modeling and Control

این مونوگراف وضعیت هنر در مدل‌سازی و تحلیل aeroservoelastic (ASE) را ارائه می‌کند و یک چارچوب نظری و محاسباتی سیستماتیک را برای استفاده توسط محققان و مهندسان تمرین ایجاد می‌کند. این اولین کتابی است که بر روی مدل‌سازی ریاضی دینامیک سازه، آیرودینامیک ناپایدار و سیستم‌های کنترل تمرکز دارد تا یک روش عمومی را برای سنتز ASE ایجاد کند. روش کنترل قوی، غیرخطی و تطبیقی ​​موجود، به برخی از مسائل جالب ASE، مانند فلاتر و بوفه ترانسونیکی، بوفه و مانورهای پس از استال، و تکان دادن بال منعطف، اعمال شده و گسترش یافته است. کارخانه aeroservoelastic از طریق مدل دینامیکی ساختاری اجزای محدود، مدل‌های آیرودینامیکی ناپایدار برای رژیم‌های مختلف در حوزه فرکانس، و مدل حالت-فضای مرتبط با تقریب تابع منطقی. برای مدل‌های پیشرفته‌تر، روش‌های با پتانسیل کامل، اویلر، و ناویر-استوکس برای درمان جریان‌های فراصوتی و جدا شده نیز به اختصار مورد بررسی قرار می‌گیرند. تکنیک‌های اساسی طراحی و تجزیه و تحلیل کنترل‌کننده ASE به خواننده معرفی می‌شوند و مقدمه‌ای بر روش‌های طراحی قانون کنترل قوی سنتز LQG/LTR و H2/H∞ با پوشش مختصری از تکنیک‌های کنترل غیرخطی توصیف توابع و توابع لیاپانوف دنبال می‌شود. نمونه‌های کاربردی عملی و واقع‌گرایانه کاربرد هوا سروالاستیک مشتق‌شده از آزمایش‌های واقعی در سرتاسر گنجانده شده است.

Aeroservoelasiticity یک شکاف مهم در ادبیات مهندسی هوافضا را پر می‌کند و راهنمای ارزشمندی برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و محققان پیشرفته خواهد بود. در مهندسی هوافضا، و همچنین مهندسان حرفه ای، تکنسین ها، و خلبانان آزمایشی در صنعت هواپیما و آزمایشگاه ها.

This monograph presents the state of the art in aeroservoelastic (ASE) modeling and analysis and develops a systematic theoretical and computational framework for use by researchers and practicing engineers. It is the first book to focus on the mathematical modeling of structural dynamics, unsteady aerodynamics, and control systems to evolve a generic procedure to be applied for ASE synthesis. Existing robust, nonlinear, and adaptive control methodology is applied and extended to some interesting ASE problems, such as transonic flutter and buffet, post-stall buffet and maneuvers, and flapping flexible wing.

The author derives a general aeroservoelastic plant via the finite-element structural dynamic model, unsteady aerodynamic models for various regimes in the frequency domain, and the associated state-space model by rational function approximations. For more advanced models, the full-potential, Euler, and Navier-Stokes methods for treating transonic and separated flows are also briefly addressed. Essential ASE controller design and analysis techniques are introduced to the reader, and an introduction to robust control-law design methods of LQG/LTR and H2/H∞ synthesis is followed by a brief coverage of nonlinear control techniques of describing functions and Lyapunov functions. Practical and realistic aeroservoelastic application examples derived from actual experiments are included throughout.

Aeroservoelasiticity fills an important gap in the aerospace engineering literature and will be a valuable guide for graduate students and advanced researchers in aerospace engineering, as well as professional engineers, technicians, and test pilots in the aircraft industry and laboratories.