本文關(guān)鍵詞：輪式無人機(jī)地面滑跑動(dòng)力學(xué)建模與仿真

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【摘要】：無人機(jī)地面滑跑是飛行過程中的一個(gè)重要階段,在地面滑跑過程中起落架、輪胎與地面相互作用產(chǎn)生地面作用力,在跑道條件和環(huán)境等因素的影響可能會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)在跑道上滑跑時(shí)出現(xiàn)偏航現(xiàn)象,研究無人機(jī)在地面滑跑時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性,建立地面模型,并進(jìn)行航向糾偏控制對(duì)于減少地面滑跑試驗(yàn)的次數(shù)和減少飛行事故具有重要的意義。首先,根據(jù)無人機(jī)起飛和著陸滑跑的物理過程,分析各個(gè)階段的動(dòng)力學(xué)特性。研究無人機(jī)在地面滑跑時(shí)輪胎與跑道之間的摩擦系數(shù),基于Pacejka魔術(shù)公式分析摩擦系數(shù)與峰值因子(?)、形狀因子C和剛度因子B的關(guān)系,確定縱向摩擦系數(shù)和側(cè)向摩擦系數(shù)的計(jì)算方法:基于輪胎滑移率模型求解輪胎的縱向摩擦系數(shù),基于輪胎側(cè)偏角模型求解了輪胎的側(cè)向摩擦系數(shù)。其次,建立起落架和輪胎的質(zhì)量彈簧阻尼模型,分別在無人機(jī)停機(jī)和滑跑時(shí),求解起落架和輪胎的壓縮量和壓縮速度,將起落架模型和輪胎模型合成起落架雙彈簧系統(tǒng)等效模型,完成地面支撐力和地面摩擦力的求解;結(jié)合無人機(jī)地面滑跑過程中重力、發(fā)動(dòng)機(jī)推力和氣動(dòng)力,建立無人機(jī)地面滑跑的動(dòng)力學(xué)模型。模擬無人機(jī)加速起飛和減速滑跑的過程,結(jié)果表明無人機(jī)地面模型能正確的模擬無人機(jī)滑跑時(shí)的物理過程。最后,在建立飛機(jī)的剎車系統(tǒng)模型后,設(shè)計(jì)主輪差動(dòng)剎車的地面滑跑糾偏控制律,分別對(duì)無人機(jī)地面加速起飛滑跑和著陸減速滑跑兩種不同情況進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的主輪差動(dòng)剎車糾偏控制律可以有效的糾正無人機(jī)地面滑跑時(shí)的側(cè)向偏航。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 地面滑跑 摩擦系數(shù) 地面模型 剎車系統(tǒng)模型 航跡糾偏
【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】：2016
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-18
• 1.1 引言14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容15-18
• 第二章 無人機(jī)地面運(yùn)動(dòng)過程描述18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 研究對(duì)象簡(jiǎn)介18-19
• 2.3 常用坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)換矩陣19-20
• 2.4 無人機(jī)起飛滑跑過程20-22
• 2.5 無人機(jī)著陸滑跑過程22-23
• 2.6 無人機(jī)地面滑跑過程的特點(diǎn)23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第三章 輪胎與跑道間摩擦系數(shù)分析24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 輪胎與跑道表面的摩擦力24-26
• 3.2.1 輪胎與跑道間摩擦力的產(chǎn)生24
• 3.2.2 輪胎與跑道之間的附著機(jī)理24-26
• 3.3 摩擦系數(shù)的影響因子26-29
• 3.3.1 峰值因子(?)對(duì)摩擦系數(shù)的影響27-29
• 3.3.2 形狀因子C對(duì)摩擦系數(shù)的影響29
• 3.3.3 剛度因子B的確定29
• 3.4 摩擦系數(shù) μ的計(jì)算29-33
• 3.4.1 縱向摩擦系數(shù)的計(jì)算30-31
• 3.4.2 側(cè)向摩擦系數(shù)的計(jì)算31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 起落架和輪胎模型34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 起落架模型34-38
• 4.2.1 支柱式起落架34-35
• 4.2.2 起落架的緩沖器模型35-38
• 4.3 輪胎模型38-40
• 4.4 起落架緩沖系統(tǒng)模型40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 輪式無人機(jī)地面滑跑模型42-59
• 5.1 引言42
• 5.2 輪式無人機(jī)地面滑跑的系統(tǒng)分析42-43
• 5.3 輪式無人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型的建立43-48
• 5.3.1 彈性支撐質(zhì)量模型43-47
• 5.3.2 非彈性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)模型47-48
• 5.4 緩沖器和輪胎的壓縮量和壓縮速率48-50
• 5.4.1 停機(jī)時(shí)緩沖器和輪胎的壓縮量和壓縮速度48-49
• 5.4.2 滑跑時(shí)緩沖器和輪胎的壓縮量和壓縮速度49-50
• 5.5 輪式無人機(jī)地面滑跑模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)50-52
• 5.6 地面模型的仿真52-58
• 5.6.1 無干擾條件下的地面模型仿真52-55
• 5.6.2 存在偏航角情況下的地面模型仿真55-58
• 5.7 本章小結(jié)58-59
• 第六章 輪式無人機(jī)滑跑糾偏控制律的設(shè)計(jì)與仿真59-77
• 6.1 引言59
• 6.2 剎車系統(tǒng)模型的建立59-63
• 6.2.1 液壓伺服閥模型59-61
• 6.2.2 剎車裝置模型61-62
• 6.2.3 輪胎與跑道結(jié)合力矩模型62
• 6.2.4 飛機(jī)機(jī)輪動(dòng)力學(xué)模型62-63
• 6.3 剎車控制系統(tǒng)63-64
• 6.4 主輪差動(dòng)剎車糾偏控制策略與控制律設(shè)計(jì)64-66
• 6.5 加速滑跑主輪糾偏仿真66-71
• 6.5.1 單一干擾下不加糾偏控制和加糾偏控制的仿真66-69
• 6.5.2 混合干擾下不加糾偏控制仿真和加入糾偏的仿真69-71
• 6.6 減速滑跑主輪糾偏仿真71-76
• 6.6.1 單一干擾下不加糾偏控制和加糾偏控制的仿真71-74
• 6.6.2 混合干擾下不加糾偏控制和加糾偏控制的仿真74-76
• 6.7 本章小結(jié)76-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 本文研究?jī)?nèi)容總結(jié)77
• 7.2 后續(xù)工作展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 致謝82-83
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王勇;王英勛;;無人機(jī)滑跑糾偏控制[J];航空學(xué)報(bào);2008年S1期

2 李峰;曹云峰;曹美文;;某型無人機(jī)著陸過程中地面滑行段的建模與仿真[J];指揮控制與仿真;2006年02期

3 姜偉;謝利理;雒雪芳;;基于雙通道調(diào)節(jié)的飛機(jī)剎車系統(tǒng)仿真[J];航空精密制造技術(shù);2006年02期

4 徐冬苓,李玉忍;飛機(jī)起落架數(shù)學(xué)模型的研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2005年04期

5 牟讓科,胡孟權(quán);飛機(jī)非對(duì)稱著陸和滑跑載荷分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2000年S1期

6 王紀(jì)森,何長(zhǎng)安;飛機(jī)輪胎與跑道間結(jié)合系數(shù)模型的研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年04期

7 王孝英,諸德培;飛機(jī)操縱前輪轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型及數(shù)值仿真[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);1997年04期

8 張?jiān)?，，張江監(jiān)，王裕昌;飛機(jī)起落架滑行載荷識(shí)別[J];航空學(xué)報(bào);1994年01期

9 黃樹春,汪長(zhǎng)元;副翼配重的著陸沖擊響應(yīng)[J];航空學(xué)報(bào);1992年08期

10 芮裕亭;彈性飛機(jī)在不平的跑道上起飛和著陸的數(shù)字模擬[J];航空學(xué)報(bào);1986年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張明;飛機(jī)地面動(dòng)力學(xué)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 熊智偉;飛機(jī)起落架多體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)保結(jié)構(gòu)分析[D];武漢理工大學(xué);2014年

2 黃開;無人機(jī)應(yīng)急著陸控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 宋曉晨;某無人機(jī)起落架緩沖器防卡滯設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

4 季麗麗;輪式無人機(jī)自主著陸控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 李海泉;小型無人機(jī)飛行力學(xué)建模及虛擬訓(xùn)練平臺(tái)的建立[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 羅東;起落架四點(diǎn)布局無人機(jī)地面滑跑建模與控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

7 焦振江;飛機(jī)起落架動(dòng)態(tài)性能仿真分析研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

8 寧東方;無人機(jī)自動(dòng)著陸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

9 徐冬苓;飛機(jī)剎車系統(tǒng)的建模與地面結(jié)合系數(shù)的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

10 鄒美英;飛機(jī)防滑剎車系統(tǒng)新型控制律設(shè)計(jì)與仿真研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

本文編號(hào)：632858