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飞机全电刹车系统性能研究与仿真分析

作　者: 廖俊侠
导　师: 聂宏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 全电刹车起落架电作动机构无刷直流电机滚珠丝杠模糊控制
分类号: V227
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

全电刹车系统是多电飞机重要的子系统,它以EMA(Electro-Mechanical Actuation)刹车机架取代了原来的液压活塞刹车机架,以数字式刹车控制器代替模拟式液压控制器,极大地提高了飞机的刹车效率和性能,提高了系统的安全性。论文以某型飞机起落架刹车系统为研究对象,通过对飞机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,建立了飞机系统各个组成部分的数学模型,深入探讨了飞机动力学与运动学特性、起落架动态性能以及机轮跑道特性对飞机刹车系统的影响;对电作动机构和刹车力矩反馈作了深入的研究,确定了电作动机构的具体结构和设计参数,并在此基础上建立了系统整体的数学模型。针对现有刹车系统控制律的不足和全电刹车系统的特点,运用模糊智能控制设计刹车系统的控制律,采用控制系统仿真软件MATLAB/SIMULINK工具对飞机全电刹车系统进行了全系统的数字仿真,仿真结果表明:所建立的系统模型是合理的,较好地模拟了飞机刹车的动态过程,采用模糊控制能够得到较好的控制效果,同时也体现了全电刹车系统的优越性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-17
  1.1 研究背景和意义  12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 防滑刹车系统国内外研究现状  12-14
    1.2.2 刹车系统控制律研究现状  14-15
    1.2.3 全电刹车系统的重点与难点  15
  1.3 本文的主要工作  15-16
  1.4 本文的内容安排  16-17
第二章全电刹车系统的工作原理及机电作动机构设计  17-24
  2.1 全电刹车系统的工作原理  17-18
  2.2 全电刹车系统的结构  18-20
  2.3 机电作动机构的设计  20-23
    2.3.1 无刷直流电机  20-21
    2.3.2 谐波减速器  21
    2.3.3 滚珠丝杠  21
    2.3.4 机电作动机构各部件的选型  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章全电刹车系统数学模型的建立  24-42
  3.1 全电刹车系统的数学仿真模型  24-25
  3.2 起落架模型  25-29
    3.2.1 缓冲器模型  26-28
    3.2.2 起落架横向刚度模型  28-29
  3.3 飞机机体模型  29-31
  3.4 飞机机轮模型  31-32
  3.5 轮胎和跑道间的结合系数模型  32-34
  3.6 结合力矩模型  34
  3.7 电作动机构模型  34-38
    3.7.1 机电作动器模型  34-35
    3.7.2 无刷直流电机模型  35-38
  3.8 刹车装置模型  38-40
  3.9 本章小结  40-42
第四章全电刹车系统的控制律设计  42-58
  4.1 现有防滑控制刹车系统控制律分析  42-43
  4.2 PID 和模糊控制策略分析  43-44
    4.2.1 对PID 控制的分析  43-44
    4.2.2 对模糊控制的分析  44
  4.3 模糊复合控制律算法的设计  44-52
    4.3.1 模糊控制原理  45-48
    4.3.2 模糊复合控制律的具体设计  48-52
  4.4 模糊控制器的数学模型  52-57
    4.4.1 速度调节器的数学模型  52-56
    4.4.2 刹车力矩调节器的数学模型  56-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章全电刹车系统仿真及仿真结果分析  58-66
  5.1 全电刹车系统的总体模型及仿真参数  58-60
  5.2 防滑刹车系统性能的评判指标  60-61
  5.3 系统的仿真结果分析  61-65
    5.3.1 干跑道仿真结果分析  61-63
    5.3.2 湿跑道仿真结果分析  63-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章总结与展望  66-67
  6.1 总结  66
  6.2 工作展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
在学期间的研究成果及发表的学术论文  71

飞机全电刹车系统性能研究与仿真分析

内容摘要

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