軟管錐套運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)建模與控制.pdf

1、空中加油能夠延長(zhǎng)飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間，增大飛機(jī)航程及其有效載荷。其中軟管式自主空中加油中的軟管-錐套運(yùn)動(dòng)易受到干擾氣流的影響，為了能夠控制軟管-錐套的飄擺運(yùn)動(dòng)，方便受油機(jī)安全準(zhǔn)確地對(duì)接，本文針對(duì)軟管-錐套運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)建模與控制問(wèn)題展開(kāi)深入的研究。
　　首先，根據(jù)多連桿系統(tǒng)模型對(duì)軟管段進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析，分別介紹了軟管段與錐套的氣動(dòng)力載荷計(jì)算，基于多剛體動(dòng)力學(xué)原理以及可控錐套動(dòng)力學(xué)模型建立了軟管-錐套組合體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型，并描述了

2、整個(gè)軟管-錐套運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)值仿真流程。
　　其次，仿真分析了干擾氣流下軟管-錐套運(yùn)動(dòng)特性。分別建立了軟管-錐套運(yùn)動(dòng)所要遭受的加油機(jī)尾渦流模型、大氣紊流模型以及受油機(jī)艏波模型，仿真分析了加油機(jī)尾渦流場(chǎng)下的軟管-錐套拖拽尾跡、大氣紊流影響下的軟管-錐套運(yùn)動(dòng)特性以及受油機(jī)艏波影響下的軟管-錐套運(yùn)動(dòng)特性。
　　再次，設(shè)計(jì)了基于LQR最優(yōu)控制的可控錐套控制器。為了抑制軟管-錐套在干擾氣流下的飄擺運(yùn)動(dòng)，將整個(gè)軟管-錐套運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力

3、學(xué)非線(xiàn)性模型線(xiàn)性化及降階處理，利用LQR最優(yōu)控制方法設(shè)計(jì)了可控錐套的控制器。分別在大氣紊流干擾下、受油機(jī)艏波干擾下以及大氣紊流與受油機(jī)艏波綜合干擾下進(jìn)行了控制器的仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制器能夠抑制軟管-錐套在干擾氣流下的飄擺運(yùn)動(dòng)。
　　最后，介紹了受油機(jī)在加油機(jī)尾渦流場(chǎng)中所受到的等效風(fēng)速與等效風(fēng)梯度的計(jì)算，建立了受到加油機(jī)尾渦流干擾時(shí)的受油機(jī)非線(xiàn)性模型，并設(shè)計(jì)了受油機(jī)LQR控制器來(lái)控制受油機(jī)在加油機(jī)尾渦流場(chǎng)中的飛行。在M