基于iHawk平台的飞机刹车半实物仿真系统设计.pdf

西北工业大学
硕士学位论文
基于iHawk平台的飞机刹车半实物仿真系统设计
姓名:姜东红
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:谢利理
20060301
摘要压伺服系统等。针对飞机刹车系统各组成部分的动态特性,文中详细论述了各模机刹车系统实际试验情况,可以有效地验证某型飞机刹车系统的性能,有一定的飞机刹车系统对飞机的整体性能和安全起着至关重要的作用,它结构复杂,设计难度大,资金投入多,因此在设计与实验过程中,系统仿真作为重要技术得到了广泛的应用。半实物仿真比实物仿真投资少、效率高,比数字仿真更接近实际,是较理想的研究手段,可以作为验证飞机刹车系统控制算法、评估实际控制效果和整体性能的有效试验平台。本文在全面分析飞机刹车系统工作原理的基础上,确定了飞机刹车系统的仿真要求,设计了基于凳狈抡嫫骱蚏7⑵教ǖ陌胧滴锓抡嫦低常并对系统总体结构、实时仿真计算机选型、与实物系统的接口以及仿真软件的实现等问题作了论述。飞机刹车半实物仿真系统主要由模型系统和实物系统猄槌桑渲心P拖低嘲ǚ苫ρP汀⑵鹇浼苣P汀⒒模型、轮胎/跑道特性模型、刹车装置模型等,实物系统包括刹车控制单元和液型的构建,并通过飞机刹车系统的全数字仿真对系统模型的有效性进行了验证。在/环境下,使用等丌发工具,进行了半实物仿真系统软件设计,解决了模型拆分、并行处理优化、子系统通讯、人机交互等关键问题。文中还利用7⒘薘串口通讯模块,解决了半实物仿真系统与视景系统的接口与实时通讯问题。文中以某型飞机为例,对其刹车系统进行了半实物仿真试验,试验结果分析表明:本文所建立的飞机刹车系统半实物仿真试验平台真实可行,基本能反映飞实际工程意义。关键词:飞机刹车系统半实物仿真教∕疭软件西北工业大学硕士学位论文
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第一章绪论课题研究的背景与意义飞机刹车系统是飞机上具有相对独立功能的子系统,其作用是承受飞机的静态重量、动态冲击载荷以及吸收飞机着陆时的动能,实现飞机的起飞、着陆、滑行、转弯的制动和控制,其性能的好坏直接影响到飞机在地面的快速反应、安全升空和着陆能力,对飞机的整体性能和安全起着至关重要的作用。为了提高飞机刹车系统的性能以确保飞机的飞行安全,在实航试验前必须对刹车控制系统进行地面模拟试验,对其性能进行检验。系统仿真作为飞机刹车系统设计和试验的重要手段,可以有效地提高刹车系统的研制质量。缩短研制周期,节省人力、物力和财力,因此被世界各国研发人员所重视。系统仿真技术主要有三种:数字仿真、物理仿真和半实物仿真殖莆0胛理仿真J址抡媸堑统杀尽⒍讨芷谘兄品苫渤迪低车闹匾;方诤褪侄巍5是为了验证飞机刹车系统的性能和工程实用性,仅仅对其进行数字仿真研究是远远不够的,还必须进行一系列的物理或半物理仿真试验,进一步对刹车系统的有效性进行验证。众所周知,在飞机上直接对刹车系统进行验证试验是十分危险的,稍有不慎就有可能造成重大的安全事故,并且在真实飞机上进行试验费用比较昂贵。而半实物仿真比实物仿真投资少、效率高,比数字仿真更接近实际,是较理想的研究手段,可以为飞机刹车系统的试验研究提供较真实有效的试验平台。针对飞机刹车系统的特点和要求,采用半实物仿真技术来验证其性能。这样就可以在仿真试验安全、低耗费的情况下,在真实或接近于真实的环境下验证刹车控制系统的性能,为刹车系统的实航试验打下良好的基础。飞机刹车系统的半实物仿真试验通过部分实物接入整个仿真回路,不仅可以及早发现系统设计中的缺陷,确定最佳控制策略以降低风险、缩短设计周期、减少试验成本,而且有助于新技术、新理论在飞机刹车系统设计中的应用与推广。通过查阅大量文献资料,我们发现目前国内对于飞机刹车系统的仿真大都还是采用基于数学模型的数字仿真方法,物理仿真和半实物仿真技术应用较少,缺少成熟方案。本文在充分调研论证的基础上,通过建设具有一定先进水平的飞机刹车半实物仿真系统,为飞机刹车系统控制算法研究、实际控制效果评估和整体性能验证提供了有效的试验平台,有助于飞机刹车系统设计中新技术、新理论的应用与推广,并为后续开展的飞机全电刹车、智能控制以及控制执行机构的半实物仿真研究奠定了基础,具有较强的实际工程意义。西北工业大学硕士学位论文
⒄瓜肿仿真技术经过半个多世纪的发展,由最初简单的模拟仿真、数字仿真发展为物理仿真、半实物仿真殖朴布诨芈分械姆抡,到现在已经成为人们研究以美国为代表的发达国家高度重视仿真技术的发展和应用,多年来美国复杂系统的有力工具,它的应用领域已经非常广泛,涉及到工业、航空航天等武器系统以及与国民经济相关的各个领域。国防部一直将仿真和建模技术列为国防关键技术,先后建成了红外成像制导武器系统