舰载直升机自适应起落架关键技术研究

发布时间：2022-11-06 18:57

　　直升机作为一种旋翼飞行器,具有机动灵活、起降方便的特点,因此在作战、侦查、反潜、救护等方面具有非常广泛的应用。相比于陆地起降的直升机,舰载直升机在起降时需要面对更具挑战的动态摇摆舰面,一旦舰面摇晃剧烈或飞行员操作失误,极易引发安全事故。目前的舰载直升机降落常常借助于助降系统,为舰面和直升机配套相应连接装置,在提高安全性的同时,却增加了结构复杂性和机体载荷。因此,本课题从起落架着手,设计一种可以主动适应地形的自适应起落架,来解决舰载直升机摇摆舰面降落的难题。首先,针对舰载直升机的降落需求,分析新型自适应起落架的设计要求,开展舰载直升机自适应起落架应用条件下的降落流程规划,以最大限度地发挥自适应起落架的作用,减轻飞行员的负担。其次,根据自适应起落架的设计要求和降落特点,提出了自适应起落架系统框架,确定其总体设计方案和系统组成。自适应起落架的结构是功能实现的载体。本文提出了一种前三点平面铰接式的舰载直升机自适应起落架结构方案。随后对该起落架进行了正逆运动学计算与验证分析。为使该型起落架具有良好的综合性能,从传递性能和工作空间两个方面利用遗传算法对其构型进行了优化。此外,利用拉格朗日法进行了单... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 自适应起落架国内外研究现状
        1.2.1 自适应起落架国外研究现状
        1.2.2 自适应起落架国内研究现状
    1.3 自适应起落架相关技术研究现状
        1.3.1 地形观测方法
        1.3.2 动态位置反馈控制
        1.3.3 动态平衡控制
    1.4 国内外研究现状分析
    1.5 本文主要研究内容
第2章 自适应起落架降落流程规划与系统构建
    2.1 引言
    2.2 自适应起落架系统设计要求
    2.3 自适应起落架降落动作规划
        2.3.1 静态复杂地形降落动作规划研究
        2.3.2 动态舰面降落动作规划研究
    2.4 自适应起落架系统构建
        2.4.1 起落架支撑系统
        2.4.2 对舰距离测量系统
        2.4.3 惯性导航测量系统
        2.4.4 运动控制与伺服驱动系统
    2.5 本章小结
第3章 自适应起落架结构设计与分析
    3.1 引言
    3.2 自适应起落架的构型与结构设计
    3.3 自适应起落架运动学分析与仿真验证
        3.3.1 正运动学
        3.3.2 逆运动学
        3.3.3 运动学验证
    3.4 自适应起落架构型优化设计
        3.4.1 传递性能指标
        3.4.2 工作空间指标
        3.4.3 基于遗传算法的起落架构型优化与验证
    3.5 自适应起落架的动力学分析
        3.5.1 单支撑腿动力学模型
        3.5.2 地面接触模型
    3.6 本章小结
第4章 自适应起落架控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 自适应起落架降落控制策略研究
        4.2.1 着舰前控制策略研究
        4.2.2 着舰后控制策略研究
    4.3 自适应起落架位姿规划算法研究
        4.3.1 基于激光测距的竖向地形跟踪算法研究
        4.3.2 基于捷联式惯性导航系统的水平控制器研究
    4.4 PID控制器及其参数特性
    4.5 自适应起落架降落控制仿真分析
        4.5.1 自适应起落架降落仿真模型的建立
        4.5.2 自适应起落架降落仿真过程与分析
    4.6 本章小结
第5章 自适应起落架降落模拟试验
    5.1 引言
    5.2 自适应起落架降落模拟试验系统设计
        5.2.1 模拟降落试验平台
        5.2.2 电气控制系统
        5.2.3 软件控制系统
    5.3 基于无先导卡尔曼滤波的信号处理
    5.4 自适应起落架降落模拟试验
        5.4.1 着舰前降落模拟试验实施
        5.4.2 试验结果对比分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]DARPA研制出新型直升机自适应起落架[J]. 王璐菲.  防务视点. 2015(11)
[2]基于仿生的适于特殊地形的直升机起落架设计[J]. 王晓晖,南英.  飞机设计. 2014(04)
[3]高性能液压驱动四足机器人SCalf的设计与实现[J]. 柴汇,孟健,荣学文,李贻斌.  机器人. 2014(04)
[4]舰载直升机起飞着舰事故模式影响及危害性分析[J]. 马强,朱旭程.  海军航空工程学院学报. 2012(02)
[5]国内超声波测距研究应用现状[J]. 李戈,孟祥杰,王晓华,王重秋.  测绘科学. 2011(04)
[6]基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制[J]. 方道星,余跃庆,陈炜.  机械工程学报. 2008(01)
[7]直升机机降地域的地形分析[J]. 赵家强,王青山,李滨.  测绘学院学报. 2001(S1)
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博士论文
[1]六足机器人崎岖地形步行运动规划与控制策略研究[D]. 陈杰.哈尔滨工业大学 2017

硕士论文
[1]弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究[D]. 解增辉.哈尔滨工业大学 2017
[2]冗余驱动并联机构运动/力传递性能评价与优化设计[D]. 张宁斌.浙江理工大学 2016
[3]颅颌面穿刺机器人系统研究[D]. 虞宪富.哈尔滨工业大学 2016
[4]低成本组合导航系统研究[D]. 姬振龙.上海交通大学 2010
[5]双足机器人行走稳定性控制方法与实验研究[D]. 李恒楠.哈尔滨工程大学 2009
[6]无先导卡尔曼滤波算法分析[D]. 樊红娟.西南大学 2007
[7]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005



本文编号：3704043