飞机防滑刹车地面半物理仿真系统探讨

本文针对飞机刹车半物理仿真系统,进行了理论分析和数字仿真;在此基础上设计了相应的硬件试验台,将液压系统等相关实物引入仿真回路,进行半物理仿真。飞机刹车系统半实物仿真是刹车控制系统研制过程中必不可少的一个重要环节,仿真不仅为刹车系统的开发提供必要的试验数据,还可为教学科研提供必要的试验手段。本文首先建立了防滑刹车系统的整体仿真模型。通过力学、运动学以及物理特性分析,建立了飞机运动学模型、机轮特性模型、轮胎与跑道特性模型、刹车装置模型、液压伺服系统模型、结合系数和滑移律的关系模型;并设计了多门限的PID控制算法,对飞机刹车系统进行了整体的数字仿真。根据刹车系统仿真结果,对刹停时间、刹车效率等性能进行了分析。在数学仿真的基础上,设计了仿真试验台的硬件和配套软件系统。仿真试验台由液压动力源、液压试验台、电气控制台三部分组成。根据工程要求本文解决了液压系统和控制单元等相关硬件的连接、丈量|教学论文网|和控制;同时采用结构化软件设计了配套的测控软件,解决了各部分硬件间以及物理试验台与仿真机间的数据通讯问题。本文采用目前广泛应用的虚拟视景技术,设计了飞机刹车的虚拟视景系统,实现了仿真过程的可视化。虚拟视景系统根据仿真中的飞机状态参数,以3D图像形式进行直接显示;根据刹车系统特点虚拟视景提供了机轮状态的独立显示窗口,增强了刹车性能分析的直观性。在实现虚拟视景系统中,实物模型和环境渲染逼真,很好的解决了多窗口显示以及可视化仿真的实时性问题。本文最后对飞机刹车半物理仿真研究作了总结,数字模型仿真结果表明所建立的数学模型真实正确,是符合实际系统特性;本文的半物理仿真系统研究及实现为目前飞机刹车系统的控制算法研究和实物性能测试等工作提供了良好的研究平台。【关键词】：刹车系统多门限的PID半物理仿真刹车试验台虚拟视景仿真可视化
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-7目录7-9第一章绪论9-191.1课题来源91.2研究背景9-101.3国内外发展状况10-121.3.1国外发展历史和现状111.3.2国内发展历史和现状11-121.4系统概述12-161.4.1飞机刹车系统分类12-131.4.2飞机刹车的理论依据13-161.5课题的意义和必要性16-171.6课题的研究内容及技术难点17-191.6.1技术难点171.6.2论文研究内容17-19第二章飞机刹车系统建模与仿真19-402.1系统分析19-202.1.1系统结构192.1.2工作原理19-202.2系统建模20-302.2.1飞机动力模型20-232.2.2机轮动力模型23-242.2.3计算结合系数24-252.2.4轮胎与跑道模型25-262.2.5液压系统模型26-272.2.6刹车装置模型27-302.3系统仿真30-392.3.1控制律设计30-352.3.2仿真总体模型35-362.3.3仿真曲线及分析36-392.4小结39-40第三章飞机刹车仿真试验台设计40-493.1飞机刹车试验台总体设计40-413.2液压动力源41-433.2.1组成413.2.2原理设计413.2.3组件设计说明41-433.3液压试验台43-443.4电气控制台44-483.4.1电气控制台总体结构设计44-453.4.2手动操纵台453.4.3刹车模拟操纵台45-463.4.4计算机控制台46-483.5小结48-49第四章测控系统设计与实现49-604.1测控系统硬件设计与实现49-514.1.1系统组成49-504.1.2测控系统各部件先容50-514.2测控系统软件设计与实现51-594.2.1开发平台LabWindows／CVI简介524.2.2软件结构52-534.2.3模块说明53-574.2.4实时控制实现57-594.3小结59-60第五章虚拟视景实现仿真的可视化60-765.1虚拟视景仿真技术60-615.1.1虚拟视景仿真技术概况605.1.2国内外虚拟视景仿真技术发展60-615.2OpenGL技术简介61-655.2.1OpenGL是目前的三维图形开发标准61-625.2.2OpenGL的特点625.2.3OpenGL的工作流程62-635.2.4openGL功能简述63-645.2.5WindowsNT下的OpenGL函数64-655.3虚拟视景设计及实现65-755.3.1虚拟视景软件功能及其在系统中的地位65-665.3.2软件开发平台665.3.3视景软件结构及模块说明66-675.3.4视景实现的关键技术67-755.4小结75-76第六章总结与展望76-78参考文献78-80发表论文80-81致谢81-82西北产业大学学位论文知识产权声明书82西北产业大学学位论文原创性声明82