起落架擺振的非線性分析及控制.pdf

1、飛機(jī)在起飛和著陸滑跑過程中有時會遇到擺振。擺振的發(fā)生給飛機(jī)安全帶來很大危害，一直以來未得到很好解決。本文以非線性動力學(xué)分岔理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用理論分析和數(shù)值仿真相結(jié)合的方法，研究了起落架擺振建模、起落架參數(shù)的分岔分析、擺振的主動控制和半主動控制以及擺振非線性模型的分岔控制。
　　 針對起落架扭轉(zhuǎn)運動模態(tài)和側(cè)向運動模態(tài)，建立考慮支柱側(cè)向柔性的非線性擺振模型。提出利用基于擬弧長延拓算法的數(shù)值方法對起落架結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)進(jìn)行分岔分析，得

2、到擺振極限環(huán)振幅隨速度的變化情況，支柱前傾角、支柱扭轉(zhuǎn)阻尼、支柱扭轉(zhuǎn)剛度、支柱側(cè)向阻尼、支柱側(cè)向剛度、機(jī)輪穩(wěn)定距對系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域、扭轉(zhuǎn)擺振區(qū)域以及側(cè)向擺振區(qū)域的影響。所得結(jié)論對于起落架防擺設(shè)計具有重要指導(dǎo)作用。
　　 建立具有庫侖摩擦、線性項以及二次項的減擺器模型。研究表明非線性減擺器模型的擺振穩(wěn)定性分析結(jié)果比線性減擺器模型分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，農(nóng)林一機(jī)的算例結(jié)果很好的驗證了非線性減擺器模型數(shù)值分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。運輸一機(jī)的算例結(jié)果表明

3、基于擬弧長延拓算法的數(shù)值分析方法能夠比待定復(fù)參數(shù)方法得到更準(zhǔn)確的穩(wěn)定邊界。提出根據(jù)擺振極限環(huán)振幅和頻率特性對扭轉(zhuǎn)和側(cè)向運動模態(tài)進(jìn)行劃分，有助于深入認(rèn)識擺振機(jī)理，時域分析和頻譜圖驗證了所得結(jié)論的正確性。
　　 建立主動控制的非線性擺振模型，提出利用數(shù)值延拓算法分析主動控制對擺振的抑制效果，并與被動控制進(jìn)行對比。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相對被動控制，主動控制能有效增加系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域。利用數(shù)值延拓算法的數(shù)值分析可以指導(dǎo)控制參數(shù)的合理選取，達(dá)到有效

4、抑制擺振的目標(biāo)。時域分析結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果一致，表明本方法的有效性。提出應(yīng)用直接型自適應(yīng)模糊控制抑制擺振，仿真結(jié)果表明能夠有效抑制參數(shù)擾動而引起的擺振。
　　 建立應(yīng)用磁流變阻尼器的起落架擺振半主動控制非線性數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計半主動控制算法。數(shù)值分析得到半主動控制和被動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析圖，研究了半主動控制對系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域、扭轉(zhuǎn)擺振區(qū)域以及側(cè)向擺振區(qū)域的影響，結(jié)果表明：基于磁流變阻尼器的半主動控制相對被動控制可以有效減小發(fā)生扭轉(zhuǎn)擺振