基于动力学的磁流变减震器控制研究

发布时间：2019-05-20 08:48

【摘要】：众所周知飞机在滑跑过程中都会由于跑道不平等因素给飞机带来很大的冲击载荷,这些载荷的缓冲主要是由飞机起落架轮胎和起落架减震器来完成的,其中减震器起主导缓冲作用。也就是说安装在飞机起落架上的减震器性能越好那么在升降滑跑过程飞机安全性就越高同时乘客的舒适度也就会越高。目前,民航客机起落架主要使用的是传统油气式减震器,此类减震器在外界载荷发生较大变化时不能快速的做出实时控制。为此本来主要进行了以下几方面研究:首先通过查阅磁流变减震器相关文献资料总结了一系列此领域专家提出的模型,将其分为伪静力学模型、参数化模型、非参数化模型三大类并分析比较了各个模型之间的优缺点及其在本文中的可行性。其次结合课题组设计的某种磁流变减震器在减震试验平台上进行动态减震试验得出所需要的速度、输出阻尼力、加速度、位移等等数据,结合这些数据利用最小二乘法辨识出几种可行模型的参数并得出了各种参数分别与磁感应强度(本文中转化成电流)的多项式方程。同时在MATLAB软件中将所得到的辨识模型曲线同实验数据曲线进行对比,对比结果表明他们之间有很高的吻合度。然后分析了飞机起落架的减震原理提出了假设条件建立了二自由度的起落架系统模型并通过查阅此类飞机型号相关资料确定了已知数据值。通过分析比较各个控制算法的优缺点及可行性和实用性等因素选取了天棚控制算法作为本文的MRD半主动控制算法,依据起落架的平顺性和轮胎的纵向跳动性的Bode图频率特性确定了该控制算法的阻尼控制系数,接着依据该控制系统模型微分方程、控制思想、确定的阻尼控制系数系数和辨识出的动力学模型参数与电流的关系式搭建了Simulink仿真平台进行仿真。仿真结论显示相比于不加入控制算法的被动控制该控制能很好的减小MRD的加速度、位移、速度等幅值并且控制后的最大值均在此型号飞机起落架减震器的性能设计要求范围内。最后在插值优化下的变油针孔截面积曲线基础上得出了实际情况下的油孔处的节流阻尼力的大小,将其按行程要求代入了MATLAB/Simulink阻尼力输入框进而得到了较为接近真实情况下的磁流变减震器的位移、速度和加速度等输出值并同相同激励下的天棚控制输出参数值进行对比,结果显示天棚控制成效依然优于此情况下的被动控制。
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【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V226.2
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本文编号：2481515