小型磁流变飞机起落架建模与缓冲控制研究

发布时间：2020-03-21 01:05

【摘要】：伴随着世界航天技术的飞速发展,飞机起落架作为整个飞机结构中主要的部件之一,它的飞行控制和设计同样是值得作为研究的课题。飞机起落架是整个飞机结构中占据着重要的角色,作为一种主要的承载机构,主要承受飞机在着陆过程中,与地面发生碰撞所带来较大的载荷冲击力,这样产生的巨大能量需要起落架的缓冲系统在缓冲作用下进行吸收和消耗,因而具备优良的飞机起落架缓冲系统可以为工程应用提供更多的安全性和舒适感。磁流变技术在近几年当中得到了迅速的发展,磁流变液作为一种崭新的智能材料,被用于起落架当中作为减震介质,其磁场变化是通过控制电流变化,即控制电流来改变磁流变缓冲阻尼力的大小,来提高和改善起落架的减震效果。首先,详细研究了磁流变阻尼器的工作原理,依据磁流变液的特性,选取两种磁流变阻尼器模型进行了仿真分析,一种为Bingham模型,另一种为修正的Bouc-Wen模型,从中确立合适的磁流变阻尼器模型,并应用到起落架的缓冲系统中。其次,依据某型号飞机支柱式起落架为研究对象,建立起落架的落震动力学模型,在虚拟样机技术ADAMS动态仿真平台建立小型飞机起落架的落震模型,指定每个部件的限制条件,并设置接口状态变量。并通过两种不同的控制算法进行控制,一种是基于模型参考自适应控制算法,一种是鲁棒控制算法,实现对缓冲器控制,模拟仿真出基于磁流变飞机起落架落震的工作效果,并同时对不同的落震速率之间进行对比分析,使研究内容更为全面。最后采用ADAMS与Matlab联合仿真的方法加以验证其可行性,得到了较好的效果。
【图文】：

第 1 章 绪论 磁流变技术研究背景流变液[1]（magneto-rheological fluid，即为 MRF）是人类在 21 世纪中研制成功料之一，磁流变液的主要特点就是它可以根据磁场的变化来进行控制，，通常都为单位的磁性小颗粒、非磁性载液及相关的添加剂制成。基于这一结构，当没用的时候，磁流变液中的磁性颗粒就会均匀分布在非磁性载液里，当在磁流变磁场以后，磁性颗粒就会极化，这些小颗粒不会受到热运动影响，而磁性颗粒场的方向形成一条链束的形式，进而实现磁流变液的转换成为半固体，在此变变液中会形成屈服强度。上面主要是对磁流变液的特点进行了分析，在整个磁下，磁流变液会发生质的变化，这种变化具有可逆性，对此人们就基于这一原了驱动器。

优点在于是可调和可控制的，相对应用比较灵活，是在原有的特性的基础上更加得到了提升，这就是智能材料所带来的特性优势，正是因为这种新型智能材料的出现，促进了磁流变技术的飞速发展。正因为是这种技术所带来的优异性能为实际工程应用提供良好的价值，以致于许多研究人员将研究方向更多的转向了磁流变技术，花费了更多的注意力和精力于这种特殊材料研究上，基于这一新型智能化材料阻尼器在半主动控制中发挥着重要的作用。磁流变阻尼器结构并不复杂，制作成本不高，其性能优越目前已经被人们广泛应用在各个领域中[14]。1.3 磁流变技术的应用1.3.1 应用于土木工程的磁流变技术磁流变阻尼器被成功应用的典例，即是把它成功利用于山东滨州黄河公路大桥上通过对 5 根位于中塔最外侧的斜拉索进行减震控制[15]，其中中塔的左侧和右侧各需要 根斜拉索，其余斜拉索分别分散在桥的上游外侧和下游的最外侧，一共是 20 根斜拉索当遭遇风雨振现象，可以用控制悬拉索稳定，取得了良好的效果，如图 1.2 所示。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V226

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本文编号：2592483