本文關鍵詞：直升機吊掛系統(tǒng)振蕩抑制

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【摘要】：直升機吊掛又稱飛行吊車,直升機吊掛機外運輸，是直升機主要用途之一，在軍事、民用領域中的應用十分廣泛。直升機吊掛飛行與直升機飛行狀態(tài)相比，增加了負載重力載荷，因此需要考慮負載對系統(tǒng)的影響。當?shù)鯍熘匚飼r，，直升機運動及外界干擾如風等都引起負載的振蕩。負載振蕩非常危險，嚴重影響直升機和駕駛人員的安全，尤其是當負載質量及體積很大時。因此控制直升機吊掛系統(tǒng)振蕩對提高飛行安全，增加運輸效率十分必要。 本文建立了直線運動下、平面運動內以及空間運動內的直升機吊掛系統(tǒng)的動力學模型，探明了直升機吊掛系統(tǒng)振蕩的機理。特別是三種運動狀態(tài)下系統(tǒng)的線性頻率相同，吊索長度和負載直升機質量比的變化對負載振幅和直升機的速度影響很大。仿真和實驗證明了動力學的有效性，為直升機吊掛系統(tǒng)振蕩抑制設計提供了理論基礎。 本文設計了基于指令光滑技術的控制器，可以有效抑制直升機吊掛系統(tǒng)中負載和直升機速度的振蕩。指令光滑控制器屬于一種前饋控制器，它是利用系統(tǒng)的固有頻率和阻尼設計出來的，使任意輸入信號通過光滑指令光滑后能將直升機吊掛振蕩抑制到很小的范圍。在設計點處實現(xiàn)零振動并對系統(tǒng)誤差有良好的魯邦性，對非線性系統(tǒng)振動也有很好的抑制效果。 雖然現(xiàn)有研究對直升機吊掛系統(tǒng)振蕩問題做了大量的工作，但大多數(shù)研究著眼于負載的振蕩抑制，很少有對因負載振蕩引起的直升機速度振蕩進行研究。所以本文對由負載振蕩引起的直升機速度的振蕩進行了分析，并提出了相應的控制算法。該算法不但可以抑制負載和直升機速度的穩(wěn)態(tài)振蕩，還能對瞬態(tài)振蕩有良好的抑制效果。仿真和實驗證明了控制算法的有效性和魯棒性，對直升機吊掛系統(tǒng)的振蕩抑制達到了較好的效果。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V275.1;TB535

【參考文獻】

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本文編號：1220295