飞机起落架加载控制系统仿真与分析

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2020年第12期
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文章编号:2095-6835(2020)12-0021-03
飞机起落架加载控制系统仿真与分析
罗枭
(中国电子科技集团第十研究所,四川成都610036)
摘要:为了应对国际国内形势的不断变化,中国加大了对航空航天领域的投入。针对起落架加载控制系统的研
究对航空航天领域的发展至关重要。在总结针对起落架加载控制系统的技术难点和国内外研究现状之后,利用Simulink 分别对无干扰的系统和有位移干扰的系统进行仿真分析,得出静止特性和加入扰动后的系统特性。在此基础上,介绍了应用前馈补偿来消除多余力的方法,并通过这种方法得到改进后的系
数据波
鼻咽统。对改进后的系统进行仿真分析发现,该系统能有效克服多余力的影响,使系统达到良好的加载效果。关键词:加载控制系统;多余力;前馈补偿;起落架中图分类号:V245.5文献标识码:A
DOI :10.15913/jki.kjycx.2020.12.008
1引言
随着科技的不断进步,加载技术在设计方案验证、产品性能指标测评和设计方案改进等多个科研领域都得到了广泛应用,并处于逐渐完善阶段。一方面,研究加载技术是中国航空航天科研领域不可或缺的重要一环,起落架加载控制系统作为飞机地面试验的重要组成部分之一,是众多新型号和新技术研发过程中的核心点;另一方面,针对飞机起落架加载控制系统的研究存在难点,比如飞机起落架会受到飞行的动力、气动力等共同作用,飞行的高度、速度、姿态和气流等因素会同时引起气动力的改变。起落架必须在承受这些变化力的同时保持正常收放。因此,获得起落架在真实工作状态下的无偏载荷参数,对研制出一套具有高自动化程度、测试精度的起落架加载控制系统具有重要作用,进而能够提高飞机的飞行质量。此外,本文介绍了起落架加载控制系统以及目前面临的技术难点和国内外研究现状,结合文献中已有模型进行仿真分析,并应用前馈补偿消除多余力的方法对系统进行改进。
2起落架加载控制系统的技术难点及研究现状2.1电液加载系统概述
桦南孕妇猎艳杀人案电液加载系统是以液压作动器为执行机构的电液力伺服加载系统,它具有反应迅速、输出载荷大、动态性能好、控制精度高、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于地面模拟加载设备中。电液加载系统能够准确、快速地复现飞机飞行过程中起落架受到的气动力载荷,保证了起落架真实工作状态下性能参数的测试,为飞机的操作系统、起落架收放的设计和改进提供了重要的参考实验数据,保障了飞机的飞行品质。电液加载系统根据应对加载对象状态不同,分为两种加载系统,主动式加载和被动式加载。主动式加载过程中,被加载对象处于静止状态,则系统称为主动式/静止电液力伺
服加载系统,系统结构比较简单,加载控制容易实现;被动式加载过程中,被加载对象按一定规律自主运动,则系统称为被动式/运动电液力伺服加载系统,系统存在由被加载对象主要运动引起的干扰,加载系统受到加载指令与运动干扰量的同时作用,系统结构变得复杂,不易实现对加载系统的控制。究其实质,两种系统的主要区别在于系统是否存在被加载对象主动运动引起的系统干扰。课题中,前起落架按照指令运动,因此,加载系统是一个典型的被动式电液力伺服加载系统。电液加载系统是典型的电液力伺服系统,具有高频带、非线性、参数时变、不确定性等特点,同时受到被加载对象主动运动引起的干扰,其控制器的设计与一般控制系统相比更为困难。近年来,随着控制理论的发展,电液力伺服控制理论也相应得到了突破,一些新的智能控制理论逐步应用于电液力伺服系统,并取得了较好的效果。2.2技术难点
起落架加载系统由计算机控制系统、加载系统两部分共同组成。起落架加载系统能否模拟飞机飞行时
机辅翻译起落架所受气动力载荷的真实状态,是能否准确测定起落架实际工作时的各项性能参数的关键。起落架主动运动会产生电液加载系统跟踪误差,因此,首要问题是在负载模拟器控制中消除起落架运动引起的位移干扰。设计出能够在较宽频带范围内消除系统位移干扰、满足加载精度的控制器,使负载模拟器能较真实地模拟起落架实际工作状态是系统主要的技术难点。2.3研究现状
目前,国内外针对影响电液加载系统加载精度位移干扰问题进行研究的文献,主要通过以下2个方面对位移干扰进行抑制:①从电液加载系统的硬件入手,改变系统本身的硬件结构,修正系统个别环节和参数,减小位移干扰的影响。主要方法为使系统极点重新分布,系统结构、传递函数发生
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