發(fā)布時(shí)間：2018-10-20 12:37

【摘要】：民機(jī)飛行特情對(duì)飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。隨著飛機(jī)本體安全性的提高,由大氣擾動(dòng)誘發(fā)的飛行特情的比例不斷上升。飛機(jī)在大氣擾動(dòng)下執(zhí)行預(yù)定飛行任務(wù)時(shí),如何保持飛行狀態(tài)參數(shù)在安全飛行包線內(nèi),是保證飛行安全的關(guān)鍵。論文基于某民機(jī)建模數(shù)據(jù),建立完整的飛行動(dòng)力學(xué)模型和線性變參數(shù)模型。并以安全改出飛行特情為目標(biāo),研究基于滾動(dòng)優(yōu)化的控制律算法,并專門針對(duì)飛機(jī)處于外部干擾情況下的下滑道捕獲與跟蹤的控制策略進(jìn)行探討。論文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)建立了全量非線性飛機(jī)動(dòng)力學(xué)模型。基于民機(jī)建模數(shù)據(jù),系統(tǒng)分析并建立了氣動(dòng)力和力矩模型,以及自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)模型,并結(jié)合驗(yàn)?zāi)?shù)據(jù)進(jìn)行了模型驗(yàn)證。全量模型已獲得工程應(yīng)用。(2)建立了用于民機(jī)起降階段飛行特情分析的動(dòng)力學(xué)模型。系統(tǒng)推導(dǎo)了含擾動(dòng)風(fēng)的近地面飛行動(dòng)力學(xué)方程,建立起落架模型以用于飛機(jī)異常接地過程模擬。結(jié)合某民機(jī)建模數(shù)據(jù)和飛行記錄數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了該機(jī)重著陸和擾動(dòng)風(fēng)下擦地復(fù)飛的事故過程再現(xiàn)。(3)建立了用于下滑道捕捉與跟蹤的縱向線性變參數(shù)LPV模型。系統(tǒng)分析了典型飛行狀態(tài)下各項(xiàng)氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)對(duì)空氣動(dòng)力和力矩的影響,獲得簡(jiǎn)化三自由度模型。采用函數(shù)替代方法,建立了飛機(jī)縱向三自由度的LPV模型,并完成了模型驗(yàn)證仿真。(4)針對(duì)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸過程,采用模型預(yù)測(cè)控制方法完成控制器設(shè)計(jì)。在LPV模型的基礎(chǔ)上,從飛行包線保護(hù)的角度,研究了飛機(jī)在擾動(dòng)風(fēng)影響下進(jìn)場(chǎng)著陸的預(yù)測(cè)控制方法。并通過飛機(jī)下滑道跟蹤仿真,驗(yàn)證了控制器的有效性。
[Abstract]:The special situation of civil aircraft flight poses a serious threat to flight safety. With the improvement of aircraft body safety, the proportion of special flight conditions induced by atmospheric disturbance is increasing. How to keep the flight state parameters in the safe flight envelope is the key to ensure the flight safety when the aircraft performs a scheduled flight mission under the atmospheric disturbance. Based on the modeling data of a civil aircraft, a complete flight dynamics model and a linear variable parameter model are established in this paper. The control law algorithm based on rolling optimization is studied, and the control strategy of glide track acquisition and tracking in the case of external interference is discussed. The main contents of this paper are as follows: (1) A total nonlinear aircraft dynamics model is established. Based on the modeling data of civil aircraft, the aerodynamic force and torque model and the model of automatic flight control system are analyzed and established. The total model has been applied in engineering. (2) A dynamic model is established for the analysis of flight characteristics in the take-off and landing stages of civil aircraft. The dynamic equations of near-ground flight with disturbance wind are derived systematically, and the landing gear model is established to simulate the abnormal grounding process of aircraft. Combined with the modeling data and flight record data of a civil aircraft, the accident process of aircraft landing and earth-scraping under disturbed wind is reappeared. (3) the longitudinal linear variable parameter LPV model for glide track capture and tracking is established. The effects of aerodynamic derivatives on aerodynamic force and torque in typical flight state are systematically analyzed, and a simplified three-degree-of-freedom model is obtained. The LPV model of aircraft longitudinal three degrees of freedom is established by using function substitution method, and the model verification simulation is completed. (4) Model predictive control method is used to complete the controller design for the approach and landing process of aircraft. Based on the LPV model, the predictive control method for the approach landing of aircraft under the influence of disturbance wind is studied from the angle of flight envelope protection. The effectiveness of the controller is verified by the aircraft glide track simulation.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249;V212.1

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本文編號(hào)：2283205