飞机防滑刹车系统的建模与仿真研究

摘要

随着军用和民用航空工业的进步和发展，飞机正朝着大吨位、高速度、高可靠性方向发展，为了保证飞机的安全运行，对其刹车系统的刹车性能提出了更高的要求。而防滑刹车控制律的研究改进是提高刹车性能的重要保障，本文针对飞机防滑刹车系统的特点，提出了一种基于遗传算法的自适应模糊防滑控制算法。 论文深入细致地分析了防滑刹车系统的工作原理、组成结构以及起落架的动态特性对刹车系统的影响。在此基础上，建立了整个刹车系统的数学模型，包括飞机动力学模型、机轮和轮胎模型、起落架模型、液压系统模型等。针对飞机防滑刹车系统存在的复杂性、非线性和不确定的特点，提出了一种基于遗传算法的自适应模糊防滑刹车控制律的设计方法。该算法结合了遗传算法和自适应模糊的优点，利用遗传算法对模糊控制隶属度函数的形状进行优化，提高了模糊控制的自适应性和鲁棒性，从而提高了刹车系统的性能。 最后，利用MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具，对飞机防滑刹车系统的智能控制算法进行了仿真，考察了干、湿、冰跑道情况下的飞机刹车性能，并将仿真结果与传统的PID+PBM控制算法的仿真结果进行了比较分析，结果表明：采用基于遗传算法的自适应模糊控制方法能够较好的改善飞机刹车系统的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2课题的国内外研究现状

1.2.1防滑刹车控制算法的研究现状

1.2.2防滑刹车系统建模与仿真技术的研究现状

1.2.3防滑刹车系统的发展趋势

1.3飞机防滑刹车和起落架系统概述

1.3.1防滑刹车系统

1.3.2起落架系统

1.4论文的研究内容和章节安排

第二章防滑刹车系统的工作原理及起落架特性分析

2.1防滑刹车系统的结构及工作原理

2.1.1防滑刹车系统的结构

2.1.2防滑刹车系统的工作原理

2.2防滑刹车系统的分类及性能评述

2.2.1开关式防滑刹车系统

2.2.2机轮速度变化率式防滑刹车系统

2.2.3滑移速度控制式防滑刹车系统

2.2.4滑移率控制式防滑刹车系统

2.2.5四种防滑刹车系统的性能评述

2.3起落架动态特性分析

2.3.1起落架结构简介

2.3.2起落架的基本功能

2.3.3刹车与起落架抖动的相互影响

2.4现有飞机防滑刹车系统存在的问题

2.5本章小结

第三章飞机防滑刹车系统的建模

3.1飞机机体动力学模型

3.2机轮和轮胎模型

3.2.1机轮在刹车时的受力分析

3.2.2机轮的模型

3.2.3机轮轮胎的模型

3.3飞机起落架模型

3.3.1缓冲器模型

3.3.2缓冲器横向刚度模型

3.4轮胎与跑道结合系数模型

3.5液压系统模型

3.6刹车装置模型

3.6.1刹车装置的研究现状

3.6.2刹车摩擦材料的影响因子

3.6.3刹车装置模型

3.7本章小结

第四章基于遗传算法的自适应模糊控制律的设计

4.1遗传算法概述

4.1.1遗传算法的基本原理

4.1.2遗传算法的应用步骤

4.2自适应模糊控制算法的研究现状

4.3防滑刹车系统自适应模糊控制器的设计

4.3.1自适应模糊控制器的结构组成及设计

4.3.2防滑刹车控制盒的仿真模型

4.4遗传算法优化自适应模糊控制器

4.4.1遗传算法在自适应模糊控制中的应用

4.4.2遗传算法优化自适应模糊控制器的设计

4.4.3遗传算法优化后的仿真实验

4.5本章小结

第五章系统仿真与结果分析

5.1防滑刹车系统总体仿真模型

5.2系统的仿真参数设置

5.3仿真结果分析

5.3.1干跑道仿真结果分析

5.3.2湿跑道仿真结果分析

5.3.3冰跑道仿真结果分析

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果