飞机新原理电液自馈能刹车系统设计与优化

当前，传统飞机液压刹车系统普遍采用集中式的机载液压源作为动力，液压能通过能源管路传输到刹车作动器，整个系统零部件数目众多，管路布局复杂，由此带来的管路振动、液压油泄漏等问题突出，限制了飞机刹车系统可靠性和可维护性的提升。近年来，一种飞机新原理电液自馈能刹车系统被提出，将模块化的"自馈能装置"安装在机轮附近，回收机轮着陆时的旋转动能，并将其转换成液压能，用于刹车作动。提出了一种利用波浪曲面进行取能的专用取能机构，设计了自馈能系统紧凑型专用取能机构，研制了高可靠、低能耗、高抗污染的自馈能刹车系统原理样机，完全实现了自馈能，即使飞机失去全部动力也能正常完成刹车功能，使抗污染等级从NAS6级提升到NAS10级，可靠性和可维护性优于传统液压刹车。     

气动负载模拟器的多余力矩分析

为了分析气动负载模拟器中多余力的形成及影响因素，介绍了气动负载模拟器的工作原理、结构框图及实验平台，推导了气动负载模拟器的数学模型，并通过实验和仿真对比模型进行了验证。采用线性化方法定性分析了影响气动负载模拟器多余力的3个因素——被动压差、惯性力矩以及摩擦力矩。采用非线性仿真定量分析了该3个因素分别对气动负载模拟器的多余力矩的影响。得出了在气动伺服加载系统中，摩擦力矩是引起系统多余力矩的重要因素。     

基于PSO算法的直接驱动阀用音圈电机优化设计

音圈电机(VCM,Voice Coil Motor)直接驱动伺服阀(DDV, Direct Drive Valve)采用VCM直接驱动滑阀阀芯,VCM的性能对DDV整体性能起决定性作用.由于VCM的几何设计参数对性能提升存在相互矛盾,需要在允许的参数空间内寻找一组最优的参数,往往需要设计者试凑多次.在介绍VCM原理和结构的基础上,分析了各设计参数对性能的影响.定义了针对DDV应用需求的VCM优化目标函数,应用变惯性权值和带收敛因子的改进粒子群优化(PSO, Particle Swarm Optimization)算法在设计约束的多维参数空间内进行VCM优化,得到满足设计约束的最优设计参数,表明PSO算法在类似应用中具有较强工程应用价值.     

一种新型轮爪式车轮设计与性能仿真

针对当前行星探测车车轮的缺点和不足,结合行星表面的复杂环境,设计了一种新型轮爪式行星探测车车轮,其主要创新点在于车轮的轮爪.对新型车轮进行了受力分析,推导出车轮平稳运动的条件,为设计者提供了一定的理论依据.用Pro/ENGINEER软件建立了探测车的三维模型,并用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)软件对行星车进行了运动学和动力学仿真.仿真结果表明新型车轮具有较强的越障能力,可以翻越高度超过车轮半径1.4倍的台阶,也可以跨越宽度超过车轮直径的壕沟,能够适应各种地形环境,基本克服了当前行星探测车车轮存在的缺点和不足.     

基于二次调节原理的力矩负载模拟器中压力波动的补偿

 基于静液二次调节原理的力矩负载模拟器具有能够连续高速旋转和无多余力矩的特点。在恒压网络中，二次元件的力矩输出与其斜盘倾角成正比，即：如果系统压力出现波动，也将导致输出力矩的波动。导致系统压力变化的原因可能是油源压力脉动，但更主要是负载的变化。为了研究压力波动的影响及补偿，建立了基于静液二次调节原理的力矩负载模拟器，给出了仿真参数，并在此基础之上进行了仿真研究。为了提高力矩跟踪精度，提出利用斜盘倾角传感器和系统压力传感器来进行压力补偿，可有效地将系统压力波动对于力矩输出的影响抑制到20%左右。仿真和试验验证了此补偿方法的有效性。     

基于本体映射的产品概念设计方案生成新方法

将本体与本体映射引入产品概念设计方案生成领域,提出了一种基于本体映射的产品概念设计方案生成新方法,有助于解决传统概念设计方案生成算法中由于知识描述不一致而导致的产品设计知识重用困难,以及设计方案生成准确性低的问题.该方法使用本体知识表示方法建立产品设计知识库;使用本体映射算法自动地搜索产品设计知识库中符合设计需求的产品概念设计方案.通过起重机起升机构驱动装置设计实例,验证了基于本体映射的产品概念设计方案生成新方法的正确性和有效性.     

电动静液作动器框图建模与控制

功率电传作动系统是未来飞行控制的发展方向,它取消了传统的中央液压油源.电动静液作动器是功率电传系统的执行机构,在作动器端把电能转化为局部液压能,兼具传统液压系统和直接电力驱动作动器的优点.根据其元部件数学方程,建立非线性框图子模型,构造了一种定排量变转速电动静液作动器,完善了补油回路和摩擦特性的描述.通过考察作动器稳定性、静态刚度和动态性能指标,对单环比例、积分、微分(PID,Proportion Integration Differentiation)、多环PID、全状态反馈控制等方法进行了设计及比较分析.仿真结果表明,结合动态压力反馈策略的全状态反馈控制器能有效改善系统的动、静态性能.     

电动静液作动器非线性框图建模与鲁棒控制方法

 阐述了机载电动静液作动器（EHA）的典型工作原理与结构特点，根据其元部件数学方程，建立非线性精确框图模型，完善了EHA补油回路和摩擦特性的描述。通过对系统阻尼、稳态误差及摩擦的仿真分析，设计了一种结合动态压力反馈与变增益控制策略的状态反馈控制器，改善了系统动、静态性能。鲁棒性测试结果反映了系统参数不确定性对性能的影响。     

层次化模块化可用性分析方法的误差分析

通过层次化模块化分解技术,将复杂系统动态故障树分解为相互独立的模块,对独立模块分别进行可用度求解,再利用自下而上递归的方法实现复杂系统可用性分析.提出和推导出等效时变的可用度参数模型,分析了层次化模块化可用性分析方法的误差成因和相关影响,给出了故障相关和维修相关条件下的误差定义,定量研究了误差分布区域及其影响因素,提出了层次化模块化可用性分析方法的适用条件和应用原则,实例分析证明了该方法的有效性.     

液压能源管路系统振动主动控制的理论研究

对飞机液压能源管路系统的振动问题进行了探讨.提出一种基于振动主动控制(VAC)技术对飞机液压能源管路系统进行消振的方法,在手段上采用压电/压电致伸技术,以压电陶瓷(PZT)作为作动器,具有驱动力大、响应频率高和体积小等优点;控制方法上采用参数寻优的控制策略,它能始终能根据外界干扰因素的变化来调整控制参数.经过理论分析和仿真验证,证明其具有良好的自适应性和鲁棒性,在变转速和变负载情况下始终能保持最佳的消振效果.