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飞机全电刹车系统的建模与滑跑纠偏控制研究

冀美珊  
【摘要】:飞机刹车系统是飞机重要的机载设备,其性能的好坏直接关系到飞机的起飞、着陆、重复作业能力和适应机场跑道的能力。随着多电飞机技术的提出,采用电作动机构代替传统的液压作动机构已成为航空技术发展的必然趋势。全电刹车系统就是多电飞机中一个至关重要的子系统,它采用机电作动机架代替了原来的液压刹车机架,采用数字式刹车控制器取代了传统的模拟式液压刹车控制器,能够极大的提高飞机的刹车性能和效率以及系统的安全性和可靠性。由于飞机机体结构不可避免地存在不对称性,机场存在各种风扰动,机场跑道存在凹凸,飞机着陆触地时可能存在初始的相对跑道的偏航角和侧向偏移等因素,这些因素将导致飞机在着陆滑跑过程中出现远离跑道的侧向偏差和偏航角,如果不及时对飞机的航向进行纠正,飞机可能侧偏出跑道,造成严重事故。 本文以某型飞机为研究对象,首先建立了较为精确的飞机地面滑跑模型。通过对全电刹车系统的工作原理、组成结构及刹车特性的细致分析,建立了系统各个组成部分的数学模型,特别针对全电刹车系统特有的部件和结构——电作动机构作了深入研究,确定了电作动机构的具体设计参数,并在此基础上建立了飞机系统整体的数学模型;随后,提出了地面纠偏控制方案及控制结构,并给出具体的纠偏控制表达式,在MATLAB/SIMULINK环境下对飞机全电差动刹车系统进行了数字仿真,以验证所建立模型及纠偏控制方案的合理性,以及所采用控制律设计方法的高效性;最后,运用智能控制方法——参数自调节模糊-PID算法设计了全电刹车系统的防滑控制律,仿真结果体现了全电刹车系统的优越性能。


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