飞机防滑刹车系统的建模与仿真研究

以某型飞机为对象,在综合考虑了飞机的机体、起落架、轮胎等特性的基础上,建立了防滑刹车系统的数学模型.在Matlab6.1/Simulink仿真环境下进行仿真,给出湿跑道条件下的仿真结果,结果表明系统模型合理、正确.     

基于六自由度模型的飞机刹车仿真研究

针对飞机着陆刹车三自由度仿真模型存在的不足,研究了六自由度飞机对象建模的基本方法和原理,并给出了飞机机体的空间运动方程.考虑了飞机纵横向之间的耦合作用和决定飞机刹车性能的因素,没有对刚体运动模型做简化处理,直接根据牛顿第二定律推导出机体全量非线性方程,结合飞机起落架的纵横向刚度模型和传统液压刹车系统模型.建立了六自由度飞机刹车系统整体模型,并且基于maflab/simulink对其数学模型进行了转化,建立了可在计算机上实现的数学仿真模型,给出了湿跑道下仿真结果.结果表明,所建立的六自由度飞机刹车系统模型能够充分表征飞机着陆刹车的实际运行特性,为飞机刹车性能的改善和视景系统更多参数的体现提供了基础和前提.     

无模型自适应控制在飞机防滑刹车中的应用

针对飞机防滑刹车系统的复杂性和非线性,在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,提出了一种基于无模型自适应控制的飞机防滑刹车控制算法;该算法无需精确的动力学模型,直接利用输入输出信息实现飞机防滑刹车的最佳滑移率控制;仿真结果表明:采用无模自适应防滑刹车控制算法,在5s之内就能获得稳定的滑移率,为提高飞机刹车的效率提供了一条新的思路。     

基于T-S模糊神经网络的飞机防滑刹车系统研究

航空业的发展对飞机防滑刹车系统提出了更高的要求,而传统PID+PBM控制器存在着低速打滑、刹车效率较低等问题;针对刹车过程中的不确定性和非线性问题,提出采用T-S模糊神经网络来进行防滑刹车控制器设计;在MATLAB/SIMULINK平台建立飞机刹车总体仿真模型,将设计的控制器与传统控制器进行对比仿真试验;仿真结果表明,基于T-S模糊神经网络的控制器解决了传统PID+PBM系统存在的问题,具有良好的控制效果,系统具有鲁棒性,能够适应变化的跑道情况,为飞机防滑刹车控制提供了一种新的方法。     

基于非线性干扰观测器的飞机全电刹车系统滑模控制设计

飞机防滑刹车具有典型的强非线性、强耦合和参数时变等特点, 并且跑道环境的干扰容易对飞机的地面滑跑性能造成不利影响. 本文提出了一种基于非线性干扰观测器的飞机全电防滑刹车系统滑模控制设计方法. 首先, 考虑了实际刹车不确定性干扰条件下的防滑刹车动力学建模问题, 通过对高阶非线性刹车系统进行反馈线性化处理, 简化了基于严格反馈的模型. 其次, 基于对主轮打滑原因的深入分析, 设计了非线性干扰观测器对干扰进行在线估计, 并在控制律设计中引入补偿部分. 通过构造递归结构的快速终端滑模控制器来跟踪实时变化的最佳滑移率并建立稳定性条件, 实现了飞机全电防滑刹车系统的有限时间快速稳定并有效抑制了主轮锁定打滑. 通过在不同跑道状态下进行模拟仿真, 验证了本文提出的飞机防滑刹车控制策略可以有效地提高刹车效率.     

机轮刹车系统的控制与仿真技术

通过航空机轮刹车系统的控制类型、控制方式以及控制规律的现状分析,给出了目前航空机轮刹车控制系统存在的刹车偏航、爆胎、起落架抖动以及新型防滑控制律设计与应用等主要问题,提出了飞机防滑刹车控制系统的研究新领域:自动刹车技术、刹车余度控制技术、跑道自动识别技术以及电刹车系统的控制技术等;探讨了航空机轮刹车系统的模拟仿真技术、半实物仿真技术以及刹车系统的性能评估方法,展望了机轮刹车控制系统的研究方向和发展前景.     

RBF-PID控制在防滑刹车系统中的应用研究

为了研究飞机防滑刹车系统,在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,将基于RBF神经网络算法的PID控制方法引入飞机防滑刹车系统中,实现最佳滑移率式的飞机防滑刹车控制.以某型飞机为例,针对不同的跑道(干、湿、冰)情况,将该方法和传统的PID控制方法在MATLAB环境下进行了数字仿真,仿真结果表明:基于RBF神经网络PID的控制方法较传统的PID控制方法,有更好的刹车控制效果,并具有较强的鲁棒性;采用基于滑移率式的RBF神经网络PID控制可以大大地提高飞机防滑刹车效率,为飞机防滑刹车系统的控制提供一条新的思路.     

飞机防滑刹车系统模糊滑模控制研究北大核心

针对现在飞机广泛应用的“PD+PBM”控制律难以对具有强非线性和不确定性的飞机防滑刹车系统进行高性能控制的问题,提出飞机防滑刹车系统基于模糊指数趋近律的滑模变结构控制律。先建立具有不确定扰动的飞机防滑刹车系统的地面动力学模型以消除模型误差所带来的不利影响,然后设计了基于指数趋近律的滑模变结构控制律以改善控制性能,并利用李雅普诺夫定理证明了系统的稳定性,最后基于模糊理论对滑模控制律进行优化以抑制抖振。仿真结果表明,基于模糊指数趋近律的滑模变结构控制律控制效果优于“PD+PBM”控制律和传统的滑模控制律,抑制控制器输出抖振效果良好,刹车效率高,控制方法合理有效。     

基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真

在飞机防滑优化控制问题的研究中,存在飞机防滑刹车系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题。由于飞机着陆时发动机处在慢速工作状态,防滑系统处于复杂的非线性过程。为提高刹车效率,提出将遗传算法优化的模糊控制应用到飞机防滑刹车系统中。采用遗传算法对采用"串联二进制编码"的隶属函数参数进行联合优化,并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器。将设计的控制器和刹车系统模型在Simulink环境下进行数字仿真。仿真结果表明,遗传算法的模糊PID控制,在飞机防滑刹车控制中,具有良好的控制效果和抗干扰能力,为防滑刹车系统控制设计提供了一条新的手段。     

飞机防滑刹车系统控制器的设计及仿真

飞机防滑刹车系统具有复杂性、非线性以及不确定性的特点,难以建立其精确数学模型;模糊控制具有不依赖被控对象模型的特点,PID控制具有控制精度高的特点,将模糊控制和PID控制结合,提出了一种模糊PI+模糊ID控制律的设计方法,利用MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具,对飞机防滑刹车系统的智能控制算法进行了仿真,然后将仿真结果与一般的模糊控制的仿真结果进行了比较分析,结果表明模糊PI+模糊ID比一般模糊控制刹车时间缩短了1.7s,距离缩短了80m,能较好地改善刹车系统的性能,提高防滑刹车系统的效率。     

多轮系防滑验证试验测控系统的设计与实现

在地面惯性试验台上进行刹车模拟试验,是目前国内外常用的测试机轮刹车系统功能与性能试验方法。充分地在地面对影响飞机刹车性能的问题进行验证和解决,使飞机机轮及刹车系统达到最理想的装机条件和工作状态,需要依靠先进的系统检测试验手段。针对此类问题,尤其是多起落架、多机轮配置的大型飞机刹车系统试验对于整个起落架性能及匹配性问题,开展了本系统的设计及验证工作。多轮系机轮刹车系统综合动力试验台验证及系统防滑试验具有系统监测控制、信息采集、数据解析、实时显示存储等功能,能直观地展示试验过程以及结果,进而全面验证大型飞机起降系统的综合性能。改良原来的多轮防滑刹车试验系统,完善并提供必要的试验条件,缩短了机轮试验研制周期,实现起落架、机轮、刹车系统集成的匹配性、协调性、安全性和可靠性测试,极大地降低了飞机试飞的风险和成本。     

某飞机着陆的数值计算

为合理设计飞机着陆程序,采用数字仿真和高精度计算技术,通过分析飞行实际情况研究起落架、襟翼和地面效应对飞机空气动力特性的影响,建立某飞机着陆的精确数值模型,并用差分法离散该模型.编制数值计算程序实现飞机的地面滑跑和空中运动仿真,并利用该程序进行飞机着陆的数值分析.该研究有利于智能选择飞机最优着陆程序、保障飞行安全、提高...     

基于Flash CS3的B737飞机起落架刹车系统模拟仿真

起落架刹车系统能在飞机着陆时配合扰流板与反推装置增大飞机的阻力,使之迅速减速,减小滑跑所需距离。运用Flash CS3软件对B737飞机液压动力刹车系统工作原理进行模拟仿真,用逐帧动画和补间动画两种方法将液压的流动方向以动画形式直观展现出来。详细分析了在人工刹车的工作方式下正常刹车、备用刹车和蓄压器刹车三种形式的工作过程。将两种仿真方法进行对比,结果表明:逐帧动画制作简单但表现形式欠佳,补间动画虽过程复杂但结果更加直观形象。针对B737飞机起落架刹车系统工作原理的动画模拟仿真,对刹车系统的学习、维修、研究和改进等具有一定的参考价值。     

基于干扰估计的非对称运动下飞机刹车系统模型预测控制

针对飞机在非对称运动下的双侧机轮协调控制问题, 提出一种基于滑模干扰估计的模型预测控制方法. 首先, 通过对飞机制动过程横纵方向力矩机理分析并分别考虑左右机轮对刹车性能的影响, 建立全面刻画系统动态的地面滑跑动力学模型. 在此基础上, 设计滑模观测器对侧风干扰进行实时估计, 利用补偿机制实现对侧风扰动的有效抑制. 此外, 提出基于前轮荷载状态门限特征和结合系数阈值范围特征的分析方法, 解决切换跑道环境辨识问题. 设计非线性模型预测算法, 实现飞机纵向防滑刹车和横向跑道纠偏的协调控制. 最后, 在侧风干扰、跑道切换以及不对称着陆等情况下进行仿真实验, 验证了所提出的控制策略能够有效提升刹车系统的防滑效率及纠偏性能.     

Modeling,simulation and analysis of aircraft arresting system using bond graph approach

Aircraft arrester systems are used to arrest the incoming aircrafts in case of emergency landing and aborted take off situations. This paper presents an approach for modeling, simulation and analysis of aircraft arresting system using bond graphs for electronically controlled, hydraulically operated multi disc friction type of braking arrangement. A detailed dynamic model of the aircraft arrester system is modeled through bond graphs in which the various sub-systems of the total system are created as capsules (sub-system objects). Detailed analysis for each of these sub-systems is carried out and then final results are obtained. The simulation is carried out for different aircraft weights and landing speeds.     

舰载机前起落架突伸的动力学响应分析

为研究舰载机前轮拖拽弹射起飞技术,基于多体系统动力学理论,建立模拟舰载机前起落架突伸的4自由度多体动力学模型,推导出系统的动力学微分方程.利用该模型,用数值方法仿真舰载机前起落架的突伸运动,得出突伸过程中舰载机的重心位置、俯仰角和前起落架空气弹簧力等参数的动态响应特性.仿真结果可为舰载机及其起落架设计提供参考.     

一种新型电静液作动飞机刹车系统

多电飞机已成为现代飞机的发展趋势,其刹车系统不再采用传统的液压刹车.提出一种用于多电飞机刹车系统的泵控和阀控相结合的电静液刹车系统.首先分析了电静液作动器的工作原理和数学模型,对电静液机构进行了单独的控制仿真;接着对飞机刹车系统进行数学建模,并将这种电静液作动飞机刹车系统进行控制仿真.仿真结果表明,基于电静液作动器的刹...     

飞机防滑刹车系统新型控制策略研究

飞机防滑刹车控制系统是重要的机载设备,对飞机的安全起飞和着陆有着重要作用.NASA研究数据表明,传统的PD+ PBM控制律在混合跑道刹车性能下降,且在低速段容易出现严重的打滑现象,导致系统刹车效率降低.对飞机防滑刹车系统的工作原理进行了分析,针对传统控制律的不足,提出了一种基于免疫PID的新型刹车控制策略.在计算机建立...     

飞机轮胎压力监控系统研究

飞机在跑道上降落瞬间由于受到较大冲击可能爆胎;针对这一问题,研究了飞机轮胎压力监控系统的总体结构,并分别阐述了系统各个模块的组成原理、具体功能;该系统采用传感器直接测量轮胎压力的方法,将压力信息编码调制,以设定的超高频(UHF)用无线的形式发送出去,压力信息最终显示在驾驶舱显示仪表上;系统可随时测定飞机上每个轮胎内部的实际压力,并可由机组人员给定放气指令在飞机降落前将压力泄放到一个合适的值;测试结果表明,该系统可以对轮胎压力进行精确控制,从而可以有效避免飞机降落爆胎事故的发生,提高飞机安全性.     

嵌入式飞机防滑刹车动态测试分析系统设计

针对飞机防滑刹车系统测试中无法进行动态跟踪而难以采取最优系统控制策略的问题,设计了一种用基于ARM嵌入式系统的飞机刹车动态测试分析系统;该系统通过对飞机刹车中的机轮及其刹车盘建立数学模型,利用ARM嵌入式技术进行算法移植,实现了刹车系统的模拟及其动态过程的测试分析,解决了飞机刹车模拟和动态测试系统的实时性管理的问题;工程试验结果表明该嵌入式动态测试系统,能有效地模拟刹车过程,并动态跟踪和分析飞机刹车参数的变化。