飞机防滑刹车系统动力学建模及仿真研究

完整的刹车动力学建模和仿真对飞机防滑刹车系统设计和性能研究有着重要意义.根据理论力学原理,在综合考虑飞机机体、起落架、轮胎特性的基础上,推导了适于飞机刹车的三维动力学模型,建立以机体、起落架、轮胎为主要实验对象的相对滑移率控制的防滑刹车系统仿真模型.仿真结果反映出风阻、侧风干扰、非对称着陆等环境因素及起落架和轮胎特性对飞机刹车系统性能的影响,所建模型较真实的符合实际物理过程.     

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.     

火车制动防滑控制的滑模变结构控制方法研究

采用传统的滑模变结构控制方法设计的火车制动防滑控制系统动态性能较差且由于系统的非线性会造成系统产生高频率抖振的控制信号.为此采用改进指数趋近律法对传统的滑模变结构控制方法进行改进.首先构建车轮制动时相应的数学模型,然后对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行设计,接着对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行改进.分别应用Simulink对传统的车轮制动防滑系统和改进的车轮制动防滑系统进行仿真与分析研究.通过对比仿真结果发现应用改进的滑模变结构控制方法设计的高速列车制动防滑系统有更好的动态性能,并且消除了抖振现象,加快了系统响应速度.     

基于F28335的飞机防滑刹车控制系统设计

采用数字信号处理器(TMS320F28335)和高精度线性频幅转换芯片(LM131)等集成芯片搭建了飞机防滑刹车系统的硬件电路,并采用基于跑道识别技术的PD+PBM复合控制算法,结合MATLAB代码自动生成技术进行软件设计。系统实现了机轮速度信号的采集、跑道辨识以及防滑控制等功能。为了验证系统设计方案的可行性,将防滑控制系统结合半物理仿真台进行仿真实验。实验结果表明,系统能够适应不同跑道状态,具有良好的防滑刹车性能。     

飞机防滑刹车系统的视景仿真设计及实现

针对飞机防滑刹车系统的特点,在Labwindows/CVI环境中利用OpenGL开发工具设计实现了飞机刹车过程的视景仿真.采用OpenCL和3DSMAX相结合的方法逼真、准确地完成了飞机模型设计;通过二次曲面模型、二维贴图、光照以及粒子系统等技术形象地虚拟出了飞机刹车的仿真环境;结合Labwindows/CVI中的图形控件和OpenGL函数实现了多窗口视景;采用RS-485总线技术解决仿真数据的实时通信.通过雨天刹车系统的仿真实例可看出,该系统较好的满足了飞机防滑刹车系统仿真的可视化要求,为飞机防滑刹车系统提供了逼真、实时的视景仿真环境.     

双通道飞机刹车系统半实物仿真

飞机防滑刹车系统是一个重要的机载设备,当跑道有冰、雪时,飞机不但不易刹停,还难以保持两侧平衡;文中对飞机防滑刹车系统的工作原理进行了分析,针对飞机在非均匀结合系数跑道上容易侧滑这一现象,提出了双通道平衡调节控制方法;在计算机建立的飞机模型基础上,将刹车控制单元接入仿真回路,形成了飞机刹车半实物仿真系统,可以实现飞机在各类环境下的刹车模拟实验;仿真结果表明,提出的双通道平衡控制方法响应迅速,有效抑制了机体侧滑,保障了刹车系统的安全,为刹车系统的设计与改进提供了试验依据.     

基于USB的飞机防滑刹车控制器测试系统设计

飞机防滑刹车控制器是飞机制动系统的核心部件,其的测试系统主要完成飞机刹车控制器的离线检测.通过模拟飞机刹车过程中的各种物理量,对控制器的功能进行检测,并通过USB接口将测试结果上传至后台便携式计算机.重点介绍了飞机防滑刹车控制器测试系统的原理以及软硬件实现过程中USB接口芯片CH375的使用,并利用VC 软件开发平台实现对飞机刹车控制器测试数据的接收、处理和显示,为控制器提供了一套有效的检测手段.     

基于虚拟样机的多轮飞机刹车系统半实物仿真

防滑刹车控制盒是重要的机载设备,如果直接装载飞机进行实验来调节控制律参数,不仅成本高,而且危险系数大;利用虚拟样机技术,建立飞机动力学模型,选用补偿的速度差加压力偏调控制律,通过USB数据输出/采集卡实现飞机动力学模型与防滑刹车控制盒信号交换,从而实现飞机的半实物仿真;仿真的刹车距离为639.0m,刹车时间为18.8s;建立的飞机模型可信度高,响应迅速,并能用图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性,从而修改并得到最优控制律参数;补偿的速度差加压力偏调控制律刹车效率高,并有效抑制了飞机在低速刹车时的侧滑.     

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.     

飞机刹车系统最佳滑移率性能研究

在飞机防滑刹车控制优化的研究中,针对飞机防滑刹车系统的非线性、时变和不确定性,从相对滑移率出发,推导了关于闭环PI型迭代学习控制算法的防滑刹车系统模型;利用粒子群算法对迭代控制中的PI参数进行在线实时更新.在参数保持一致的情况下,以matlab7.1为仿真平台、飞机减速率为目标函数,对系统进行仿真与分析,并与传统的PMB+ PID算法进行了比较.仿真结果表明,方法效果明显优于PBM+ PID算法,证明了ntfj算法在控制性能上的正确性、优越性,对飞机刹车系统优化设计提供了很好的理论依据.     

基于飞机刹车半实物仿真系统的监控平台的设计

针对飞机刹车实物仿真系统的需要,设计了一个基于Visual Basic 6.0开发环境下的飞机刹车仿真系统的监控平台.给出了监控平台的设计结构和功能原理,并详细介绍了控制台与仿真机的人机交互接口模块的设计,满足了飞机刹车系统运行的数据传输及修复的实时性要求.经过实际测试,系统功能强大,简单实用,可以运用在飞机刹车仿真系...     

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...     

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。     

基于MATLAB、MFC和Vega的飞机刹车视景仿真

采用Multigen Creator建立飞机三维实体模型,利用视景开发软件Vega进行场景管理,实现飞机、刹车过程的视景仿真技术。将MFC作为中间环节,通过接口函数完成MATLAB仿真与Vega之间的实时数据传输,了飞机实体模型刹车过程中的运动视觉效果,使刹车过程可视化,对研究飞机刹车过程的影响因素和刹车控制规律有着重要作用。     

考虑非线性因素的飞机防滑刹车系统控制

飞机的刹车过程存在较强的非线性,目前广泛应用的速度差加压力偏调式(PBM)控制律难以实现对飞机刹车的高性能控制.本文提出了一种考虑飞机刹车过程中非线性因素的滑模控制律.首先建立考虑轮胎跑道非线性和刹车盘摩擦系数非线性的的飞机防滑刹车系统非线性模型,然后设计了滑模观测器对飞机速度进行估计,并在此基础上设计了一种滑模变结构控制律,最后基于模糊理论对滑模控制律进行优化,从而抑制控制器的抖振.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传统“PD+PBM”控制律,抑制控制器输出抖振效果良好,能够很好的适应刹车过程中的复杂非线性因素,刹车效率高,控制方法合理有效.     

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.     

飞机液压刹车系统数字仿真研究

该文以某飞机机型为研究对象,对液压刹车系统的建模、控制方法以及系统仿真作了深入的研究。在考虑飞机防滑刹车系统的特点和各组成部分物理特性的基础上,建立了系统仿真的整体数学模型;采用PBM控制思想完成了控制回路的设计,并在MATLAB6．1／SIMULINK仿真环境下进行了系统仿真分析与研究。另外给出了干、湿两种跑道的仿真结果,并进行了刹车性能的比较分析。该文的仿真结果曲线与真实刹车物理试验曲线基本吻合,从而证明了建模的合理性。所进行的数字仿真也为刹车系统的设计和研究提供了一定的理论依据。     

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。     

飞行目标测试转台电磁兼容性设计研究

针对飞机刹车半实物仿真系统中机轮速度传感器信号输入刹车控制盒的需要,研制了基于AD9833的飞机防滑刹车半实物仿真系统机轮转速模拟装置。该装置能够模拟飞机机轮转速,并将信号传送给半实物仿真控制盒。AD9833型可编程波形发生器是一款可产生高精度正弦波、三角波和方波信号的器件。该器件采用第3代频率合成技术,即直接数字频率合成技术(DDS),以相位的概念进行频率合成,可通过SPI标准串行接口与微处理器通信,通过编程能够产生不同频率的正弦信号。