本文關(guān)鍵詞：基于磁流變的起落架減震器的半主動控制研究

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【摘要】：起落架作為飛機(jī)的一個重要部件,在承載飛機(jī)重量,吸收飛機(jī)在起飛、滑跑和降落三個階段所產(chǎn)生的巨大載荷等方面起到了重要作用,而減震器作為起落架的重要部分,絕大部分的減震效果都由減震器來實現(xiàn)。磁流變減震器是一種新型的半主動控制型減震器,有著響應(yīng)時間短,可靠性高的優(yōu)點。通過制定合理的半主動控制算法并將其應(yīng)用在磁流變減震器的起落架上,可以有效減緩機(jī)身的震動,提高舒適性。這也是本文研究的目的。首先,本文通過建立起落架減震系統(tǒng)動力學(xué)模型,在Simulink里搭建仿真平臺,在時域和頻域兩個方面分別對其進(jìn)行被動控制和半主動控制的仿真,根據(jù)結(jié)果分析其動力學(xué)特性。之后建立一套評價體系,來對不同算法之間的控制效果進(jìn)行評價。其次,本文對最優(yōu)控制算法并結(jié)合粒子群算法進(jìn)行了研究,通過提出最優(yōu)控制的優(yōu)化指標(biāo)函數(shù),并改進(jìn)權(quán)矩陣,提出最優(yōu)控制策略,并在Simulink上實現(xiàn)了磁流變減震器通過最優(yōu)控制算法的仿真控制。仿真結(jié)果表明,傳統(tǒng)的最優(yōu)控制算法只能使起落架在某一項指標(biāo)上達(dá)到比較好的控制效果而無法在綜合性能上取得較好的控制效果,而粒子群-最優(yōu)控制算法可以在綜合性能上達(dá)到比較好的效果,但實際應(yīng)用時會比較復(fù)雜。之后,本文研究了模糊控制算法,并結(jié)合PID控制算法提出了變論域模糊-PID控制算法,并在Matlab中對其進(jìn)行了仿真控制實驗,對機(jī)身的位移,加速度和機(jī)輪動載荷的峰值和均方根值均進(jìn)行了觀察與分析。研究結(jié)果表明這種算法大大優(yōu)于傳統(tǒng)的被動控制,并且與最優(yōu)控制算法相比,這個算法改善了前者會出現(xiàn)局部性能惡化的問題,并且在實際應(yīng)用中比前者更加簡單。最后,結(jié)合已有的實驗數(shù)據(jù),并在仿真平臺中進(jìn)行仿真實驗,發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合,此控制方法切實有效。
【關(guān)鍵詞】：磁流變減震器 半主動控制 最優(yōu)控制算法 模糊控制算法
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V226.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 磁流變減震器研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 磁流變減震器半主動控制算法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 基于磁流變減震器的起落架研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要內(nèi)容14-15
• 第二章 磁流變液性能和減震器力學(xué)模型15-23
• 2.1 磁流變液的組成及流變效應(yīng)15-16
• 2.2 磁流變減震器的工作模式16-18
• 2.3 磁流變減震器的模型18-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 起落架減震系統(tǒng)的模型建立與特性分析23-34
• 3.1 起落架減震系統(tǒng)的分析與建模23-25
• 3.2 起落架減震系統(tǒng)的時域分析25-30
• 3.2.1 飛機(jī)滑跑振動分析25-28
• 3.2.2 減震系統(tǒng)階躍特性分析28-30
• 3.3 起落架減震系統(tǒng)的頻域分析30-32
• 3.4 起落架減震系統(tǒng)的評價體系32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 起落架減震系統(tǒng)的最優(yōu)控制34-53
• 4.1 最優(yōu)控制的理論基礎(chǔ)34-38
• 4.1.1 起落架減震系統(tǒng)最優(yōu)控制的流程34-35
• 4.1.2 起落架減震系統(tǒng)的狀態(tài)方程35-36
• 4.1.3 系統(tǒng)可控可觀和穩(wěn)定性分析36-38
• 4.2 最優(yōu)控制算法38-44
• 4.2.1 起落架減震系統(tǒng)最優(yōu)控制性能指標(biāo)38-40
• 4.2.2 權(quán)矩陣的選擇40
• 4.2.3 最優(yōu)控制的數(shù)值仿真和結(jié)果分析40-44
• 4.3 最優(yōu)控制算法的優(yōu)化44-48
• 4.3.1 權(quán)矩陣的全局尋優(yōu)44-46
• 4.3.2 最優(yōu)控制策略的制定46-48
• 4.4 仿真分析48-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 起落架減震系統(tǒng)的模糊-PID控制53-68
• 5.1 模糊-PID算法的理論基礎(chǔ)53-57
• 5.1.1 模糊控制的結(jié)構(gòu)與流程53-54
• 5.1.2 PID控制的結(jié)構(gòu)與流程54-55
• 5.1.3 模糊-PID控制和變論域55-57
• 5.2 模糊-PID控制器設(shè)計57-61
• 5.2.1 控制器控制流程57
• 5.2.2 變論域模塊設(shè)計57-59
• 5.2.3 模糊控制模塊設(shè)計59-61
• 5.2.4 PID控制模塊設(shè)計61
• 5.3 仿真分析61-65
• 5.4 實驗對比65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

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