舰载机偏心拦阻过程动力学分析与仿真

发布时间：2023-04-22 13:51

　　舰载机拦阻着舰滑跑过程的受力状况非常复杂，不仅受到空气动力，摩擦力及发动机推力作用，还受到拦阻装置提供的拦阻力作用。舰载机能否满足纵向过载，拦停距离等限定指标要求并安全着舰主要取决于拦阻装置输出载荷的设计。因此，拦阻力的分析设计是舰载机拦阻着舰滑跑过程动力学分析的关键。本文综合考虑空气动力，摩擦力和发动机推力作用，按照由简入深的原则，从直线运动假设到平面运动假设，再到空间运动假设，逐步建立以拦阻索线弹性变化范围内的张力为拦阻力的舰载机偏心拦阻滑跑过程的单自由度、两自由度和四自由度非线性动力学数学模型。从最优控制理论出发，将舰载机偏心拦阻系统动态微分方程转换成以飞机拦阻滑跑过程尽可能保持恒加速运动为主要性能指标的多目标最优控制问题。以拦阻索释放速度为控制输入，采用高斯伪谱法寻求不同工况下系统的最优轨迹，分析研究系统参数变化对系统动响应的影响、系统纠偏性能以及大下沉速度下系统的动响应特性，为舰载机拦阻着舰动力学分析，拦阻装置的设计，起落架缓冲性能的改进设计和全自动着舰控制系统设计提供有益的参考。仿真结果表明：与能量分析法相比，本文采用的基于数学模型的最优控制方法获得的拦阻力设计及轨迹优化结...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 工程背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 动态系统最优控制与高斯伪谱法
    2.1 引言
    2.2 动态系统的基本概念
    2.3 动态系统的状态空间表达式
    2.4 控制理论的发展
    2.5 最优控制问题的数学描述
    2.6 高斯伪谱法
第三章 单自由度动力学分析与仿真
    3.1 引言
    3.2 问题描述
    3.3 系统模型分析
    3.4 拦阻装置的拦阻力分析
    3.5 系统综合数学模型
    3.6 最优控制模型
    3.7 算例仿真
        3.7.1 算例一
        3.7.2 算例二
        3.7.3 算例三
        3.7.4 算例四
    3.8 小结
第四章 两自由度动力学分析与仿真
    4.1 引言
    4.2 两自由度偏心拦阻系统数学模型
    4.3 最优控制
    4.4 算例仿真
    4.5 小结
第五章 四自由度动力学分析与仿真
    5.1 引言
    5.2 四自由度动力学模型
    5.3 作用在飞机上的力与力矩
        5.3.1 拦阻索张力
        5.3.2 气动力与力矩
        5.3.3 重力与发动机推力
        5.3.4 舰面的作用力及其力矩
    5.4 最优控制模型
    5.5 算例仿真
    5.6 小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3797761