下载文档原格式
飞行器起落架系统的动力学建模与控制飞行器起落架是飞机的重要组成部分，它在飞机的起飞、降落以及地面行驶等环节起到关键的作用。
起落架系统的设计和控制对飞行安全至关重要。
本文将探讨飞行器起落架系统的动力学建模与控制方法。
一、起落架系统的构成和功能起落架系统一般由起落架框架、悬挂系统、轮胎组件、刹车系统以及液压和电气系统等组成。
它的主要功能包括支撑飞机在地面行驶时的重量、吸收起飞和降落时的冲击力以及提供刹车和悬挂等功能。
起落架系统的设计应考虑到飞机的重量、速度、着陆方式等因素，以确保其安全可靠。
二、起落架系统的动力学建模起落架系统的动力学模型一般包括悬挂系统、刹车系统以及轮胎与地面之间的力学关系等。
悬挂系统的动力学模型可以采用弹簧和阻尼模型来描述，刹车系统的动力学可以采用非线性摩擦模型来表征。
在进行动力学建模时，需要考虑到各个组件之间的相互作用和物理特性。
例如，起落架框架的弯曲刚度会对整个系统的动力学行为产生影响；轮胎与地面之间的接触力也会受到地面摩擦系数、胎压、载荷等因素的影响。
因此，建立起落架系统的动力学模型是一个复杂而关键的任务。
三、起落架系统的控制方法飞行器起落架系统的控制旨在保证起落架系统的稳定运行和安全操作。
传统的起落架系统控制方法主要基于PID控制算法，通过调节阻尼和刹车力来实现。
然而，这种方法在处理非线性和时变特性时存在一定的局限性。
近年来，基于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）的起落架系统控制方法获得了广泛应用。
MPC通过建立系统的动力学模型，预测系统的未来行为，并根据优化目标进行控制。
这种方法可以更好地处理系统的非线性和时变特性，提高控制的效果和鲁棒性。
另外，人工智能技术在起落架系统控制中也有着重要的应用。
基于深度学习的控制方法可以从大量的数据中学习系统的动力学模型和控制策略，以实现更准确和智能化的控制。
四、起落架系统的故障诊断和健康管理起落架系统的故障诊断和健康管理是飞行器起落架系统重要的研究领域。
2021年8期科技创新与应用Technology Innovation and Application方法创新DA42NG 飞机起落架指示和告警系统原理及典型故障分析秦逸（中国民用航空飞行学院，四川广汉618300）1DA42NG 起落架系统的组成DA42NG 飞机为前三点式可收放起落架系统，组成如图1所示，主要包括以下几部分：操作部分：收放手柄、应急放手柄。
作动部分：主起落架、前起落架。
指示和告警部分：1个不安全灯（红色）、3个绿色起落架收放到位指示灯（分别指示1个前起落架和2个主起落架）、起落架警告静音按钮、指示灯测试按钮、警告音响、G1000NXi 显示“CHECK GEAR ”警告字符。
控制部分：液压系统、控制电路。
图1DA42NG 起落架系统2起落架指示和警告系统原理如图2所示，DA42NG 飞机通过L1、L2和L3三个绿色位置指示灯的状态反映前起落架及左、右主起落架的收放状况。
当飞机在空中时，将操纵起落架收放手柄置于“DOWN ”位时，飞机起落架开始放下，RELAY 继电器吸合，接通触点87，此时起落架放下电门（位置锁定电门）S1、S12、S3、S5均接通触点NC 。
在收放过程中，L4不安全警告灯燃亮，3个起落架位置指示灯保持熄灭状态。
当前起落架放下到位并被锁定时，S1和S12电门触发，接通触点NO ，此时给前起落架指示灯地信号，电路接通，位置灯L1燃亮，表明前起落架放到位并被锁定。
同理，当左起落架放下到位并被锁定时，S3电门触发，位置灯L2燃亮；当右起落架放下到位并被锁定时，S5电门触发，位置灯L3燃亮。
当三个起落架均收放到位后，起落架不安全警告灯熄灭。
如图2所示，三个起落架指示电路是一个并联关系，当S1、S12、S3、S5四个电门任意一个电门未被触发，即任意一个电门接通触点NC 时，均会给不安全警告灯地信号，不安全警告灯L4燃亮且该电门所连电路的起落架位置灯不亮，蜂鸣器鸣响，在G1000NXi 系统显示器上显示黄色“CHECK GEAR ”警告字符且座舱扬声器发出“CHECK GEAR ”音响警告。
HEBEINONGJI摘要:在航空维修专业的教学中，将理论知识与实践过程相统一一直是教学的重点。
本论文根据驾驶员着陆信号器、终点开关、28V直流电源、跳开关、信号指示灯等元器件拆装方式,制定某型飞机起落架收放指示教学系统。
该系统将导线焊接、压接及捆扎等多个技能相融合，真正做到让学生学与做的统一。
实验结果表明，该系统真实可靠，动手性强，适合航空维修类教学。
关键词:航空维修;教学;飞机起落架飞机起落架收姉示教学系统设计西安航空职业技术学院航空维修工程学院王林林齐贝贝张亚维宋敏引言对飞机而言，起落架的作用是地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力叫在航空维修学习中,我们学习焊接、压接及捆扎知识,但是焊接、压接等技能的好坏除了外观外我们无从判断。
所以本文设计飞机起落架收放指示系统,将飞机起落架收放指示与焊接、压接及捆扎等技能相融合，使学生在学习理论、实践知识的同时,增强动手能力，同时更加深入航空维修，为后续工作打下坚实的基础。
1起落架结构设计飞雌于铝型材糊接而成，无需在題昭，拼装简单，强度较高，且质量轻。
为便于设备移动，其中在起統的下方位置安装了万向轮,而上方的横梁上则安装了铝合金的把手。
起落架划分为两层结构，下层放置电气控制柜，上层放置舱门与指示系统。
而且上层的横梁侧端配置了一定的操作与状态显示面板。
固定翼起落架具有十分繁杂的结构体系，其中收起或者放作者简介:王林林，女,1985年出生，辽宁朝阳市人,硕士研究生,讲师，研究方向:航空电子设备维修、自动化。
基金项目：陕西省教育厅自然科学项目(编号：19JK0435)o 下都需要严格遵守相关顺序，以有序完成动作要求。
其收放的方式则包含两种，即纵向与横向。
前起落架安装在机身段的前半部分,通常选择纵向方式完成收放动作。
而主起落架则安装于机翼下方位置,通常选择横向方式完成收放操作。
飞机前起落架的收放结构包含舱门开启关闭、起落架收起放下、安全保护等结构。
舱门即前起落架舱门包含主副两个舱门，主舱门在起落架收起或放下的时候依旧处于启动状态,在完成收起或方下动作后,主舱门需及时关闭,副舱门则需要在收起后进行关闭，其余状态下则保持开启状态。
多电技术趋势下AP U的发展唐力(上海飞机设计研究所动力燃油设计研究室,上海200232)摘要:飞机的舵面、飞控、起落架、仪表等系统由飞机二次能源驱动。
目前随着电子电力技术的进步,一些操纵部件由气动、液压系统改为电力操控系统,使飞机技术的发展趋于多电化。
多电AP U的出现顺应了未来飞机的发展趋势,集成组合动力装置(I PU)是AP U发展的一种形式。
关键词:多电技术;多/全电APU;全电飞机;多电飞机;IP U0引言飞机在飞行中除了要有推动其前进的推力外,还需要襟副翼、升降舵、方向舵、起落架、电气仪表等设备正常作动与显示,这些设备的正常作动与显示需要不同于推力的其他能源形式。
这些形式的能源的原动力之一是辅助动力装置,简称AP U(Aux iliar y Pow er U nit)。
随着能源形式的变化,AP U也随之变化。
1A P U发展背景在传统飞机上,由电力、液压、气压和机械动力组成了飞机的二次能源,由二次能源驱动飞机系统的工作。
用电力系统取代液压、气压和机械动力作为飞机唯一的二次能源,即所有的次级功率系统以电能的形式分配,实现飞机的电气化管理是近年来飞机技术发展的一个特点,具有这样特点的飞机就是全电飞机(AEA,A llE lectric A ircraft),而多电飞机(MEA,M o re E lectric A ircraft)是向全电飞机发展过程中的一个过渡阶段,是用电力系统取代部分次级功率系统的飞机,大多数机载设备和操纵系统都由电能驱动。
采用电能作为飞机唯一的二次能源大大简化了飞机的动力系统结构、优化了飞机功能系统。
取消引气功能,改善了飞机发动机的性能,减少了飞机的能源浪费,提高了飞机的经济性、可靠性、维修性及地面支援能力,使全电/多电飞机具有普通飞机所不能匹及的优势,因而受到航空大国的重视。
各航空大国由此开展了充分的技术研究,研制出多款多电飞机,目前有代表性的机型有空客A380、波音787和F-35,后两机更接近全电飞机。
一、起落架的发展和概述（一）、起落架的发展演变在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都由固定的支架和机轮组成，这样对制造来说不需要有很高的技术。
当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。
随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步提高。
因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。
然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。
但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如农-5飞机）。
（二）、 起落架的概述起落架是飞机起飞、着陆、滑跑、地面移动和停放所必须的支撑系统，是飞机的重要部件之一，其工作性能的好坏及可靠性直接影响飞机的使用和安全。
通常起落架的质量月占飞机正常起飞总重量的4%—6%，占结构质量的10%—15%。
飞机上安装起落架要达到两个目的：一是吸收并耗散飞机与地面的冲击能量和飞机水平能力；二是保证飞机能够自如二又稳定地完成在地面上的各种动作。
为适应飞机在起飞、着陆滑跑和地面滑行的过程中支撑飞机重力，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受相应的载荷，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。
为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。
此外还包括承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。
承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。
前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。
前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。
c919飞机起落架控制中电机应用的调研报告1. 引言C919是我国自主研发的大型支线客机。
作为民用飞机的重要组成部分，起落架的可靠性和性能对飞机的安全性具有重要影响。
在起落架系统中，电机是起落架控制的关键部件之一。
本报告将对C919飞机起落架控制中电机应用的现状进行调研，重点关注电机的种类、工作原理、性能要求及应用场景等方面的内容。
2. C919起落架电机的种类及工作原理起落架电机主要分为直线电机和旋转电机两种。
2.1 直线电机直线电机是一种可将电能直接转换为直线运动的电动机。
它由固定部分（定子）和可移动部分（活动子）组成。
在C919的起落架控制系统中，直线电机通常用于起落架的伸缩控制。
其工作原理是通过在定子和活动子之间产生磁场，使活动子受到电磁力的作用而运动。
直线电机具有结构简单、体积小、功率密度高等优点，适用于需要大功率输出和精确控制的场景。
2.2 旋转电机旋转电机是一种将电能转换为旋转运动的电动机。
在C919的起落架控制系统中，旋转电机主要用于起落架的转动和舵机控制。
旋转电机根据其动力来源和转子结构可以分为直流电机、交流电机和步进电机等。
2.2.1 直流电机直流电机通过直流电源提供电流，通过电流在磁场中产生作用力来实现转动。
C919起落架控制系统中的直流电机一般采用无刷直流电机（BLDC），其具有反应迅速、转速可调节、效率高等特点。
BLDC电机还具备良好的低速性能，可以实现较高的精度和控制能力。
2.2.2 交流电机交流电机是利用交流电源提供电流，通过电流在磁场中的作用力来实现转动。
C919起落架控制系统中的交流电机主要使用感应电动机，其具有结构简单、运转平稳、维护方便等特点。
感应电动机的控制相对简单，但其精度和控制性能有限，主要适用于起落架控制中低精度、低速度的应用场景。
2.2.3 步进电机步进电机适用于需要较高精度位置控制的应用场景。
它可以按照设定的步进角度控制转子的位置，并且不需要反馈装置进行位置检测。
电机在航空航天领域的应用有哪些在当今的航空航天领域，电机扮演着至关重要的角色。
从飞机的飞行控制到卫星的姿态调整，从航天器的能源管理到太空探索设备的驱动，电机的应用无处不在。
首先，让我们来谈谈在飞机上电机的应用。
在现代飞机中，电动飞行控制系统是一个关键的部分。
传统的液压系统逐渐被电动系统所取代，这是因为电动系统具有更高的可靠性、更轻的重量和更好的可维护性。
例如，电动舵机可以精确地控制飞机的舵面，实现飞机的俯仰、滚转和偏航动作。
电机驱动的襟翼和缝翼系统能够根据飞行条件调整机翼的形状，从而优化飞机的升力和阻力特性，提高飞行效率和稳定性。
另外，飞机上的环境控制系统也离不开电机。
用于循环空气、调节温度和湿度的风扇和压缩机通常由电机驱动。
这些系统确保了机舱内的舒适环境，为乘客和机组人员提供了适宜的条件。
在航空发动机领域，电机也有重要的应用。
例如，在一些新型的航空发动机中，采用了电动启动系统，取代了传统的气动启动方式。
电机能够快速、可靠地启动发动机，并且可以更精确地控制启动过程。
而在航天器方面，电机的应用更是多种多样。
卫星的姿态控制系统是保证卫星正常运行的关键。
电机驱动的动量轮和反作用轮通过旋转产生的角动量来调整卫星的姿态，使其始终指向预定的方向。
此外，太阳能电池板的展开和跟踪太阳的运动也需要电机的精确控制。
在太空探索任务中，例如火星车和月球车等移动设备，电机是它们的动力源泉。
这些电机需要在极端的环境条件下工作，如巨大的温差、高真空和强辐射等。
因此，对于电机的可靠性、耐久性和性能要求极高。
为了满足这些要求，通常会采用特殊的材料和设计，以及先进的制造工艺。
再者，航天器上的各种科学仪器和设备也离不开电机。
例如，天文望远镜的指向和调焦机构、光谱仪的扫描装置等，都需要电机来提供精确的运动控制。
电机在航空航天领域的应用还不仅仅局限于上述方面。
在飞机和航天器的电气系统中，电机用于驱动发电机，为各种电子设备提供电力。
在航空航天领域，对于电机的性能和可靠性要求极为严格。
电机在航天航空设备中的应用有哪些新进展在当今航天航空领域的快速发展中，电机作为关键的动力和驱动部件，发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步，电机在航天航空设备中的应用也取得了一系列令人瞩目的新进展。
首先，让我们来了解一下电机在航天航空领域的重要性。
在航天器和航空器中，电机用于驱动各种关键系统，如飞行控制系统、姿态调整系统、推进系统、能源管理系统等。
它们的性能和可靠性直接影响着飞行器的运行安全和任务的成败。
在飞行控制系统中，高精度的电机能够实现对飞行器姿态和方向的精确控制。
传统的电机在精度和响应速度方面已经取得了很大的进步，但新型的无刷直流电机和永磁同步电机凭借其更高的效率、更小的体积和更轻的重量，逐渐成为主流选择。
这些电机能够快速响应控制系统的指令，确保飞行器在复杂的飞行环境中保持稳定。
在姿态调整系统中，电机的作用同样不可小觑。
近年来，出现了一种被称为磁悬浮电机的新技术。
这种电机利用磁力使转子悬浮在空中，消除了机械摩擦，大大提高了电机的效率和寿命。
同时，磁悬浮电机还能够实现更精确的控制，使航天器在太空环境中的姿态调整更加准确和迅速。
推进系统是航天航空领域的核心之一，而电机在其中也有着新的应用突破。
电推进技术作为一种新型的推进方式，正逐渐受到关注。
与传统的化学推进相比，电推进系统具有更高的比冲和更低的燃料消耗。
在电推进系统中，离子发动机和霍尔效应推进器等都依赖于高性能的电机来产生和控制电场和磁场，从而加速离子或带电粒子，产生推力。
这些电机通常需要在高真空、高温和强辐射等极端环境下稳定工作，对电机的材料和制造工艺提出了极高的要求。
在能源管理系统方面，电机也发挥着重要的作用。
随着太阳能技术的不断发展，太阳能电池板在航天器中的应用越来越广泛。
为了提高太阳能的利用效率，需要电机来精确调整太阳能电池板的角度和方向，使其始终对准太阳。
此外，在能源存储和分配过程中，电机驱动的泵和压缩机等设备能够确保能源的高效传输和利用。
