某型飛機(jī)副翼操縱系統(tǒng)建模研究

王桂華

摘要：通過(guò)對(duì)某型飛機(jī)副翼混合式操縱系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)及功能性分析，將混合式操縱系統(tǒng)等效成硬式操縱系統(tǒng)，將系統(tǒng)分布參數(shù)集中化處理，采用等效動(dòng)態(tài)模型法建立了副翼操縱系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。該模型可應(yīng)用于飛機(jī)的動(dòng)特性分析、操縱系統(tǒng)與飛控系統(tǒng)耦合等研究中。

關(guān)鍵詞：混合式機(jī)械操縱系統(tǒng)，等效動(dòng)態(tài)模型 最小二乘法

【分類號(hào)】V227

1、引言

飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)是飛機(jī)的重要功能系統(tǒng)，對(duì)飛機(jī)操縱系統(tǒng)性能的研究需要建立相對(duì)完整的數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型要能反映真實(shí)系統(tǒng)的性能。

某型飛機(jī)是我國(guó)目前飛機(jī)中第一個(gè)采用混合式操縱系統(tǒng)的大型飛機(jī)，其主操縱系統(tǒng)的特殊性決定了在建摸及特性分析中必須以新的方法進(jìn)行研究。

2、副翼操縱系統(tǒng)建模及分析

2.1副翼操縱系統(tǒng)建模

通過(guò)對(duì)副翼操縱系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)分析，將整個(gè)副翼操縱系統(tǒng)等效成四自由度系統(tǒng)。其中，駕駛盤(pán)等效為一個(gè)自由度，扇形輪和鋼索等效為一個(gè)自由度，兩副翼前機(jī)械桿系和搖臂等效為一個(gè)自由度，舵面及其前的機(jī)械桿系、搖臂等效為一個(gè)自由度，從而將整個(gè)副翼系統(tǒng)等效為四自由度系統(tǒng)。

2.2模型分析

在對(duì)操縱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)于前段模型，我們主要考慮的是前段諧振頻率第二、三次固有頻率有無(wú)可能與飛機(jī)-飛行操縱系統(tǒng)的各種振動(dòng)模態(tài)相耦合，從而影響操縱系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操縱性。對(duì)于后段計(jì)算其是否滿足飛機(jī)特性要求。

帶入數(shù)值后計(jì)算可得前段部分二次諧振頻率，三次諧振頻率。

2.3等效線性模型

在人機(jī)系統(tǒng)分析和綜合時(shí)，工程上實(shí)用的方法是利用線性系統(tǒng)理論，再考慮到規(guī)范《有人駕駛飛機(jī)（固定翼）飛行品質(zhì)》（GJB185-86）對(duì)飛機(jī)模型階次要求，通常采用如下形式的等效模型：

為此，根據(jù)非線性模型輸入、輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)，采用最小二乘法參數(shù)估計(jì)法得到脈沖傳遞函數(shù)，最后再通過(guò)雙線性反變而得到等效線性模型的傳遞函數(shù)。

2.4衰減正弦桿力輸入時(shí)等效線性模型

由于實(shí)際的駕駛員桿力信號(hào)更接近于一個(gè)衰減的正弦信號(hào)，所以采用衰減正弦信號(hào)作為駕駛員桿力模型。由于系統(tǒng)存在很強(qiáng)的非線性，因而針對(duì)不同的輸入桿力，會(huì)有不同的等效線性模型。

3、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)建立了完整的數(shù)學(xué)模型；對(duì)機(jī)械操縱系統(tǒng)的前段進(jìn)行諧振頻率分析，對(duì)舵面后段進(jìn)行了線性化處理，建立等效一階線性模型分析。經(jīng)過(guò)對(duì)飛機(jī)副翼操縱系統(tǒng)的建模理論分析，認(rèn)為該飛機(jī)副翼操縱系統(tǒng)是合理的。

參考文獻(xiàn)

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