艦船上牽引車——飛機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、飛機(jī)在甲板上的移動(dòng)與陸地上相同，多數(shù)由牽引車來(lái)完成。各級(jí)海況下牽引車-飛機(jī)系統(tǒng)在甲板上行駛的運(yùn)動(dòng)特性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到甲板的作業(yè)安全和可作業(yè)條件。船搖運(yùn)動(dòng)的不確定性、海洋環(huán)境的隨機(jī)性和牽引結(jié)構(gòu)的非線性使?fàn)恳?飛機(jī)系統(tǒng)極易出現(xiàn)側(cè)滑、擺振和折疊等危險(xiǎn)工況，造成嚴(yán)重的甲板事故。因此對(duì)甲板上牽引系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究是十分重要和必要的。
　　 本文首先基于動(dòng)力學(xué)理論，結(jié)合汽車?yán)碚撓嚓P(guān)知識(shí)，建立搖動(dòng)甲板上牽引車-飛機(jī)系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)模型。模

2、型中描述了船舶運(yùn)動(dòng)和牽引系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的耦合關(guān)系，充分考慮了甲板運(yùn)動(dòng)對(duì)牽引系統(tǒng)側(cè)向作用力、縱向作用力以及輪胎作用力的影響，并對(duì)牽引車和飛機(jī)鉸接點(diǎn)處的非線性關(guān)系進(jìn)行了分析。所建立的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型為后續(xù)甲板上牽引系統(tǒng)行駛穩(wěn)定性的研究提供了基礎(chǔ)。
　　 研究搖動(dòng)甲板上牽引系統(tǒng)的直線行駛穩(wěn)定性。基于針對(duì)周期系數(shù)運(yùn)動(dòng)方程的Floquet運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論，推導(dǎo)出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性擾動(dòng)方程，提出系統(tǒng)直線行駛穩(wěn)定性判據(jù)。得到不同海況下，牽引車牽引飛機(jī)的臨界

3、行駛速度，進(jìn)一步探討了輪胎剛度、飛機(jī)型號(hào)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
　　 研究搖動(dòng)甲板上牽引系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎行駛和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)穩(wěn)定性。選用仿真試驗(yàn)的方法開展各級(jí)海況中，不同轉(zhuǎn)向角下甲板上牽引系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性研究，得到系統(tǒng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的邊界值。在給出牽引車輪胎制動(dòng)力和前后輪理想制動(dòng)力分配比的基礎(chǔ)上，選擇船搖運(yùn)動(dòng)、制動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和附著系數(shù)等主要因素作為試驗(yàn)的參變量，通過(guò)彎道制動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)，揭示各級(jí)海況下，牽引系統(tǒng)在不同時(shí)刻的臨

4、界制動(dòng)力。
　　 以牽引車橫擺角速度和相對(duì)橫擺角速度為控制邏輯，提出牽引系統(tǒng)穩(wěn)定性控制策略。引入二階牽引車轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)，建立牽引系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制模型?？紤]不確定因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，基于適應(yīng)于非線性不確定系統(tǒng)的擴(kuò)展反演變結(jié)構(gòu)控制方法，提出牽引系統(tǒng)穩(wěn)定性控制算法。采用牽引車后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向+前輪動(dòng)態(tài)補(bǔ)償轉(zhuǎn)向的控制模式，實(shí)現(xiàn)提高牽引系統(tǒng)操縱穩(wěn)定性和增強(qiáng)駕駛員操縱感的雙重控制目的。
　　 建立甲板上牽引車-飛機(jī)系統(tǒng)虛擬試驗(yàn)平臺(tái)。在建立