起落架的磁流变减震器着陆控制算法及驱动电路研究

论文摘要

磁流变减震器具有结构简单、响应快、能耗低、可靠性高、阻尼力可调节范围大等优点,在汽车减震系统、建筑物防风防震、海洋平台减振等诸多领域已取得了一定的应用成果,其在飞机起落架减震系统中亦有广泛的应用前景。本文就基于磁流变减震器的起落架着陆模型建立、驱动电流源及控制器设计等问题进行了探讨和研究。本文首先针对自行设计的多环形槽结构磁流变减震器,根据流变力学原理,建立了减震器力学模型,并据此建立基于Matlab的起落架系统动态力学模型。对于不同的机身质量和着陆垂直速度分量,得到励磁电流与振动幅值、频率及稳定时间等参数的关系。仿真结果表明,选用合适的励磁电流,可方便地控制振动参数,达到较理想的减震效果。其次,设计了基于Amtega16单片机的驱动电流源,输出连续可调、调节精度高的负载电流,适用于起落架的磁流变减震器。最后,以模糊控制理论为基础,设计了一种电流连续实时可调的模糊控制器。该控制器通过调节磁流变减震器线圈中的电流,来调节磁流变减震器中磁场的大小,使减震器能够产生实时可变的阻尼力,达到有效地控制起落架减震的目的。通过Matlab仿真得出与开环控制相比较,基于磁流变减震器的模糊控制算法非常有效,对系统的速度反应均有明显的抑制。该减震器应用于起落架减震系统时,能大大提高飞机安全性和舒适型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国外发展历史和现状
• 1.3 国内发展历史和现状
• 1.4 本文研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第二章 基于磁流变液的起落架建模
• 2.1 磁流变减震器
• 2.1.1 磁流变液的构成及本构关系
• 2.1.2 磁流变减震器的工作方式
• 2.1.3 多环槽式起落架磁流变减震器
• 2.2 起落架建模及其Matlab/Simulink仿真
• 2.2.1 基于磁流变液的起落架建模
• 2.2.2 Matlab/Simulink仿真
• 2.3 小结
• 第三章 驱动电源的设计
• 3.1 电源方案的选择及概述
• 3.1.1 问题的提出以及任务
• 3.1.2 稳定电源概述
• 3.1.3 电源方案的选择
• 3.2 驱动源主电路的设计
• 3.2.1 主电路工作原理
• 3.2.2 主电路图
• 3.2.3 参数选择对负载电流的影响
• 3.3 基于Atmega16单片机的驱动电流源设计
• 3.4 小结
• 第四章 基于磁流变起落架的模糊控制器
• 4.1 模糊控制方法
• 4.1.1 模糊控制理论的发展及其特点
• 4.1.2 模糊控制的基本原理
• 4.1.3 模糊控制器的设计方法
• 4.2 起落架的模糊控制系统设计
• 4.3 起落架的磁流变阻尼器模糊控制器的设计
• 4.3.1 确定模糊控制器的输入输出变量
• 4.3.2 输入输出变量的模糊化
• 4.3.3 建立模糊控制规则
• 4.3.4 模糊关系的计算
• 4.3.5 解模糊化
• 4.4 模糊控制系统的Matlab仿真
• 4.4.1 利用GUI构建模糊控制器
• 4.4.2 模糊控制系统的Simulink仿真
• 4.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在校科研工作