缓冲及纠偏系统机理研究与仿真

发布时间：2020-07-27 21:34

【摘要】： 液压缓冲系统是利用流体流动的粘性阻尼作用,转化机械能为压力能和热能,吸收转化冲击负荷的能量的机、电、液一体化装置。液压缓冲系统一个重要的应用是钢索末端缓冲系统。钢索末端缓冲系统是飞机紧急降落阻拦装置上一个重要缓冲纠偏装置,安装在阻拦设备的钢索两末端。其功能是减少阻拦过程中绳索拉力过大而引起的松弛,同时还要纠正针对飞机偏心偏航着陆时引起的两端钢索拉力偏差,保证阻拦设备正常工作。 本论文首先介绍了钢索末端缓冲系统的国内外研究现状及液压缸缓冲系统的缓冲纠偏应用和发展,对典型的阀控液压缸缓冲器结构及控制系统进行了分析和建模,并针对钢索末端缓冲系统特定缓冲纠偏控制建立了数学模型。其次对于飞机对中降落挂索,根据数学模型在液压系统仿真软件AMESim中建立液压和控制部分仿真模型。针对飞机降落偏心偏航降落,在机械动力学仿真软件ADAMS中建立阻拦索拉偏仿真模型,通过与AMESim协同仿真,分析了钢索末端缓冲系统缓冲纠偏效果。由于阻拦系统是非线性系统,同时飞机挂索点、挂索角度变化引起钢索末端缓冲系统负载变化,本文最后在己建PID控制基础上尝试引入鲁棒性强的免疫遗传算法(IGA)进行控制,IGA-PID控制器对负载变化具有适应性强、响应快,精度高,鲁棒性好的优点。加装钢索末端缓冲系统后的阻拦系统仿真结果表明,阻拦系统钢索松弛得到明显的改善,阻拦索拉力偏差有很好的纠正,同时免疫遗传算法(IGA)控制仿真结果表明该算法下拉力偏差纠正效果有了部分提高,仿真的结果对于实际机构现实应用有很强理论指导和数据支撑,可信程度高。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH137
【图文】：

1.1.2钢索末端缓冲系统研究背景及现状飞机阻拦设备的研究国外起步早，发展较快，分为陆基和舰载，其一般结构如图1.1。目前西方军队中的飞机阻拦设备绝大部分是美国和法国研制的，钢索末端缓冲系统的研究是伴随着整个阻拦系统研究进行的。70年代后期，美国投入大量财力进行了各种试验测试和研究，不仅包括阻拦系统的性能测试、安装、研究而且包括飞机阻拦钩、制动拉杆的载荷实验，载荷分析以及新型阻拦索材料及设备等，先后研制出了一批高性能的通用型飞机阻拦设备，其性能可以满足美国空军现役绝大部分的飞机网索阻拦要求，基本上不受机场跑道和保险道长短的制约，有较强的通用性和灵活性。

图1.1飞机阻拦系统结构美国从上世纪70年代就开始尝试通过试验辅助方式对阻拦装置的复杂结构进行数学建模分析。仿真技术日臻完善的今天，美国通用原子公司在设计新一代阻拦装置的过程中，采用虚拟样机软件仿真、半实物仿真的方式对阻拦装置的性能进行分析研究和系统的改进设计。近年，俄罗斯也在采用协同仿真方式(ADAMs，ANSYS和Ls一Dyna等)，建立了阻拦装置虚拟样机模型，能够清晰准确地分析阻拦索的相关特性，可对阻拦装置的试验进行预测，析和复现。国内对复杂机械系统的辅助研究方法常采用动力学软件建模仿进行性能评估阴。其动力学仿真求解流程如图1.2。

哈尔滨工程大学硕士学位论文而保证飞机紧急情况下正常降落。工业生产设计中要求液压缓冲系统响应速度快、精度性在大型工业机械中多采用电液比例、伺服控制，电液伺液压两方面的特长，具备控制精度高，响应速度快，输灵活，易于实现各种参量的反馈等优点，其中位置控制、较常见。

【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 O@军胜;舰载机拦阻系统的动力学仿真分析[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 张新禹;阻拦索的动力学特性分析及仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 马玲;飞机着舰阻拦仿真分析研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

本文编号：2772412