智能控制在飞机起落架中的应用研究

论文摘要

智能控制在飞机起落架中的应用是一个比较新的课题。起落架减震系统的设计对于如何使飞机在着陆和滑跑过程中具有良好的稳定性、舒适性和较高的安全性是至关重要的。线性插值模糊PID控制不仅具有传统模糊PID控制的优点,并且能够细化模糊控制规则,在一定程度上消除稳态误差,改善系统的稳态性能。是一种新型的控制方法。将其应用于飞机起落架的减震系统具有重要的意义。本文将线性插值模糊PID控制应用在飞机起落架减震系统中。设计了线性插值模糊PID控制器,对其减震效果进行动态仿真,并将其与传统模糊PID控制效果做了比较分析。首先根据飞机起落架减震系统的简化模型推导出系统的振动方程。其次将磁流变液阻尼器应用在飞机起落架减震系统中,在结构参数、磁路设计以及工作模式等方面对磁流变减震器进行了设计,并通过对减震器振动特性的分析,得出了半主动控制在减震效果方面优于被动控制的结论。最后根据路面信号的选取原则,选取近似路面信号作为仿真分析的输入路面信号。分别建立了传统模糊PID和线性插值模糊PID两种控制方法的飞机起落架减震系统的Simulink模型,利用MATLAB在路面信号作用下分别对二者进行仿真,得到了两种不同的减震结果。经过科学的比较与分析,表明采用线性插值模糊PID控制器的飞机起落架减震系统,其减震效果优于常规模糊PID控制器。因此,线性插值模糊PID控制方法是一种有效的半主动控制方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的和意义
• 1.2 飞机起落架减震控制介绍
• 1.3 飞机起落架减震中存在的问题
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 飞机起落架减震控制的发展
• 2.1 被动控制、主动控制和半主动控制技术简介及研究现状
• 2.1.1 被动控制技术简介
• 2.1.2 主动控制技术简介
• 2.1.3 半主动控制技术简介
• 2.1.4 小结
• 2.2 减震器震动特性分析
• 2.2.1 被动控制减震器的震动特性分析
• 2.2.2 对于半主动控制减震器震动特性进行分析
• 2.2.3 小结
• 2.3 半主动减震方法概述
• 2.4 本章小结
• 第3章 磁流变液及磁流变减震器
• 3.1 半主动控制简介
• 3.2 磁流变液概述及其流变特性
• 3.2.1 国内外磁流变液的发展状况
• 3.2.2 磁流变液的性质
• 3.2.3 磁流变液的性能及应用
• 3.3 磁流变减震器概述
• 3.3.1 磁流变减震器的工作模式
• 3.3.2 关于磁流变减震器的分类
• 3.3.3 关于磁流变减震器的应用
• 3.3.4 关于磁流变减震器的设置方式
• 3.3.5 关于磁流变减震器结构的设计
• 3.3.6 多环形槽状结构磁流变减震器的优点
• 3.3.7 减震器具体结构参数的选择
• 3.3.8 减震器元件的选择
• 3.3.9 对于磁流变液的选择
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于线性插值法的模糊 PID 控制
• 4.1 PID 控制概述
• 4.1.1 PID 控制的概念与特点
• 4.1.2 PID 参数的调整原则
• 4.1.3 PID 控制的不足之处
• 4.2 模糊控制概述
• 4.2.1 模糊控制的基本构成
• 4.2.2 模糊控制的优势
• 4.2.3 模糊控制的不足之处
• 4.3 模糊PID 控制概述
• 4.3.1 模糊PID 控制的基本原理
• 4.3.2 模糊PID 控制的不足之处
• 4.3.3 模糊PID 开关切换控制的基本原理
• 4.3.4 模糊PID 开关切换控制的不足之处
• 4.4 基于线性插值法的模糊PID 控制概述
• 4.4.1 结合控制规则表阐述线性插值模糊控制算法
• 4.4.2 结合坐标轴示意图阐述线性插值模糊控制算法
• 4.4.3 模糊PID 控制器的设计
• 4.4.4 输入输出变量的模糊化
• 4.4.5 PID 参数自整定原则
• 4.4.6 解模糊化
• 4.5 MATLAB 与模糊逻辑工具箱
• 4.5.1 MATLAB 简介
• 4.5.2 SIMULINK 工具箱
• 4.5.3 模糊逻辑工具箱
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于线性插值法的模糊PID 半主动控制器设计
• 5.1 仿真输入信号的选取
• 5.1.1 飞机降落时路面冲击输入信号的选取
• 5.1.2 跑道路面输入信号的选取
• 5.2 飞机起落架减震系统模型
• 5.3 减震系统总体结构
• 5.4 MATLAB/SIMULINK 仿真实验
• 5.4.1 对于飞机降落时地面冲击的减震仿真
• 5.4.2 对于飞机在跑道面滑跑时的减震仿真
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间主要科研成果