無人機(jī)滑跑階段同時(shí)受到氣動力與地面作用力,高速運(yùn)動時(shí)容易受到擾動發(fā)生姿態(tài)變化。為了使無人機(jī)在地面保持平穩(wěn)的運(yùn)動,需要對其地面動力學(xué)問題進(jìn)行詳細(xì)的研究。本文以某型四點(diǎn)式起落架無人機(jī)為研究對象,對其前輪擺振問題、剎車糾偏及轉(zhuǎn)彎糾偏問題和綜合糾偏問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。首先針對前輪擺振運(yùn)動建立能夠反映真實(shí)運(yùn)動狀態(tài)的動力學(xué)模型,模型中考慮了輪胎變形、支柱變形及剛體機(jī)身運(yùn)動。然后進(jìn)行前輪擺振動力學(xué)的分析,對起落架及機(jī)身參數(shù)對擺振穩(wěn)定性的影響進(jìn)行仿真計(jì)算,并根據(jù)兩側(cè)前輪受擾方式的不同分別對兩前輪及機(jī)身的擺振運(yùn)動進(jìn)行仿真研究。對無人機(jī)滑跑運(yùn)動進(jìn)行詳細(xì)研究,將運(yùn)動模型進(jìn)行簡化和受力分析并建立包含輪胎模型、緩沖器模型和機(jī)身模型的全機(jī)滑跑動力學(xué)模型,使其能夠?qū)o人機(jī)滑跑過程中的載荷和響應(yīng)進(jìn)行分析計(jì)算。根據(jù)滑跑出現(xiàn)側(cè)偏的問題,進(jìn)一步在模型中建立剎車糾偏和轉(zhuǎn)彎糾偏控制系統(tǒng)模型,對不同側(cè)偏工況分別進(jìn)行剎車糾偏和轉(zhuǎn)彎糾偏仿真,驗(yàn)證糾偏系統(tǒng)的可行性。最后根據(jù)糾偏指令分配系數(shù)合理分配兩種糾偏方式,進(jìn)行綜合糾偏的仿真,并將綜合糾偏響應(yīng)和與單獨(dú)糾偏響應(yīng)進(jìn)行對比,驗(yàn)證了綜合糾偏控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。論文所用的研究方法及研究結(jié)論對... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 擺振研究概況
        1.2.2 飛機(jī)地面動力學(xué)建模研究
        1.2.3 無人機(jī)滑跑糾偏研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 四點(diǎn)式無人機(jī)線性擺振穩(wěn)定性分析
    2.1 引言
    2.2 擺振動力學(xué)模型
    2.3 線性擺振系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別方法
    2.4 擺振動力學(xué)模型的化簡
    2.5 影響擺振的參數(shù)分析
        2.5.1 輪胎寬度對擺振的影響
        2.5.2 輪胎直徑對擺振的影響
        2.5.3 起落架旋轉(zhuǎn)軸到輪心距離對擺振的影響
        2.5.4 支柱扭轉(zhuǎn)剛度對擺振的影響
        2.5.5 兩前起輪心間距對擺振的影響
    2.6 擺振運(yùn)動分析
        2.6.1 單側(cè)前輪受擾
        2.6.2 兩前輪同時(shí)受擾
        2.6.3 兩前輪不同時(shí)受擾
    2.7 本章小結(jié)
第三章 四點(diǎn)式無人機(jī)滑跑動力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 模型基本假設(shè)
    3.3 坐標(biāo)系的定義及轉(zhuǎn)換
    3.4 飛行器地面運(yùn)動動力學(xué)模型
    3.5 相關(guān)力的數(shù)學(xué)模型
        3.5.1 輪胎力學(xué)模型
        3.5.2 起落架緩沖器力學(xué)模型
        3.5.3 氣動載荷模型
        3.5.4 重力及發(fā)動機(jī)推力模型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 滑跑糾偏控制分析
    4.1 引言
    4.2 剎車系統(tǒng)模型
    4.3 前輪轉(zhuǎn)彎模型
    4.4 不加糾偏的滑跑仿真
        4.4.1 存在2°初始偏航角的滑跑仿真
        4.4.2 存在3m/s側(cè)風(fēng)的滑跑仿真
    4.5 差動剎車糾偏控制模型及仿真
        4.5.1 差動剎車糾偏控制模型
        4.5.2 差動剎車糾偏仿真
    4.6 前輪轉(zhuǎn)彎糾偏控制模型及仿真
        4.6.1 前輪轉(zhuǎn)彎糾偏控制模型
        4.6.2 前輪轉(zhuǎn)彎糾偏仿真
    4.7 本章小結(jié)
第五章 綜合糾偏及糾偏性能分析
    5.1 引言
    5.2 綜合糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 綜合糾偏仿真
    5.4 綜合糾偏性能分析
        5.4.1 糾偏性能與滑跑速度的關(guān)系
        5.4.2 糾偏性能與初始偏航角的關(guān)系
        5.4.3 糾偏性能與側(cè)風(fēng)速度的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]飛翼布局無人機(jī)滑跑糾偏控制[J]. 王彥雄,周洲,邵壯,祝小平.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]無人機(jī)地面滑跑前輪方向舵聯(lián)合糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 宋榮志,李艷輝,厲明.  計(jì)算機(jī)測量與控制. 2015(09)
[3]無人機(jī)著陸滑跑數(shù)學(xué)模型與糾偏控制[J]. 郝現(xiàn)偉,楊業(yè),賈志強(qiáng),王勇.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]小型無人機(jī)三輪滑跑糾偏控制的建模與仿真[J]. 薛志鵬,厲明,李艷輝,賈宏光.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2013(11)
[5]著陸沖擊力對起落架擺振的影響[J]. 王文選,王安強(qiáng),白斌.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]飛翼無人機(jī)主輪差動剎車系統(tǒng)的建模與仿真[J]. 陳磊,陸宇平,吳在桂.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2009(06)
[7]無人機(jī)四輪滑跑糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 鄧寅平,范彥銘.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(21)
[8]無人機(jī)滑跑糾偏控制[J]. 王勇,王英勛.  航空學(xué)報(bào). 2008(S1)
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[10]起落架非線性結(jié)構(gòu)對飛機(jī)前輪擺振的影響[J]. 王光穎.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)

博士論文
[1]飛機(jī)地面動力學(xué)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張明.南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]高速水平回收無人機(jī)綜合糾偏方法研究[D]. 李潔玉.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]飛機(jī)全電剎車系統(tǒng)的建模與滑跑糾偏控制研究[D]. 冀美珊.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]飛機(jī)起落架擺振穩(wěn)定性仿真分析研究[D]. 周福亮.南京航空航天大學(xué) 2008
[4]無人機(jī)自主控制綜述及自主著陸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 陳海.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[5]小車式飛機(jī)起落架著陸與滑跑動態(tài)性能仿真分析[D]. 方平.南京航空航天大學(xué) 2004



本文編號：3694967