Path-tracking Control of a Tractor-aircraft System

An aircraft tractor plays a significant role as a kind of important marine transport and support equipment. It＇s necessary to study its controlling and manoeuvring stability to improve operation efficiency. A virtual prototyping model of the tractor-aircraft system based on Lagrange＇s equation of the first kind with Lagrange mutipliers was established in this paper, According to the towing characteristics, a path-tracking controller using fuzzy logic theory was designed. Direction control herein was carried out through a compensatory tracking approach. Interactive co-simulation was performed to validate the path-tracking behavior in closed-loop, Simulation results indicated that the tractor followed the reference courses precisely on a flat ground.

飞机牵引车驾驶台人机工程仿真分析及设计改进

为提升飞机牵引车驾驶安全性和舒适性,根据其操作流程提取驾驶员关键操作姿势并进行人机工程分析。在Jack软件中导入飞机牵引车驾驶台数字模型,并根据GB∕T 10000—1988建立的成年男性人体数字模型,搭建驾驶员驾驶、换挡、操作中控屏、一键启动及紧急停止5个关键操作姿势;采用Jack软件对关键操作姿势进行驾驶员可视域、可达域及舒适度的仿真分析。结果表明:驾驶姿势下,驾驶台右部区域相较于前部区域的可达程度更高,且驾驶员在一键启动和紧急停止两种操作姿势下的舒适度较差。基于分析结果,将驾驶台的一键启动和紧急停止按钮布置到驾驶台右侧区域。对设计改进方案分析后发现:驾驶员一键启动与紧急停止2种关键操作姿势的Porter和Krist舒适度参数趋向舒适。采用虚拟人机工程仿真技术,对驾驶员的关键操作姿势进行人机合理性分析,可为复杂装备产品设计的方案迭代提供有效依据。

基于文本分析的飞机牵引车作业不安全事件研究

为了研究飞机牵引车作业过程的安全性,文章对1989年至2023年间自愿报告系统(ASRS)中12537条涉及飞机牵引车作业不安全事件的叙述和简述部分进行了文本挖掘和文本分析,并结合SHELL模型识别了飞机牵引车作业关键要素,最后采用SHEL-Jaccard系数矩阵对关键要素之间的关系进行分析,提出飞机牵引车作业安全预防和控制措施。研究发现,飞机牵引车作业关键要素如下:以销、刹车、速度控制装置、连接装置、通讯设备为主的硬件要素;以牵引车检查单、机场地面引导线、机场管理为主的软件要素;以牵引车司机、引导、警戒和机组为主的主要人员和以能见度、地面状况、障碍物为主的环境要素。

飞机牵引车制动操作对前起落架影响的分析

为保障无拖把飞机牵引车在制动工况作业下能够安全稳定地进行,避免对飞机前起落架造成永久性损坏,以GTL160型号国产无拖把飞机牵引车和波音737-800型民航客机为研究对象,受力分析后,由Soildworks建立车-机3D模型,导入Adams进行动力学仿真,研究了直线和转弯运动制动操作时前起落架所受到的最大限度载荷。结果表明:由于制动力增加,前起落架各部件冲击及所受载荷增加。可见在实际操作工况下,飞机前起落架不可超过其部件的最大受载。

甲板上舰载机牵引系统的行驶特性分析

对甲板上飞机有杆牵引系统的行驶特性进行仿真分析。考虑舰船横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立三自由度时变、非线性牵引车-飞机系统动力学模型。借助Matlab/Simulink以及多体系统动力学软件,研究甲板上牵引系统的行驶特性机理,给出牵引系统在不同海况、负载状况、行驶速度等条件下的表现特征。理论分析和仿真结果表明:海况以及负载是影响舰载机牵引系统行驶特性的主要因素。当系统以不同速度行驶时能够很快地达到稳定状态,即使在侧风扰动后,仍表现出良好的操纵稳定性。

舰船摇摆环境飞机牵引车牵引特性仿真分析

为了研究舰船摇摆环境下飞机牵引车的牵引特性,通过对一辆舰载牵引车的实际测试,基于Virtual.Lab Motion软件平台建立了该牵引车的多体动力学模型.经过各种仿真试验,从牵引速度、牵引力及附着力3个主要方面分析了舰船摇摆运动对牵引车牵引特性的影响规律,初步掌握了舰船横摇、纵摇和垂荡及舰船摇摆中心、幅值和周期等因素对飞机牵引车的牵引力、速度和加速度的影响规律,验证了舰载牵引车牵引特性设计的合理性,同时为其他轮式舰载车辆的设计和使用提供了参考.

含接触碰撞的飞机地面牵引载荷分析

由于受到操作失误或作业环境的影响,飞机地面牵引过程可能会产生较大载荷,甚至危及飞机结构安全。本文采用修正的非线性等效弹簧阻尼模型来描述飞机牵引系统连接间隙,以波音某机型为参考,建立了含接触碰撞的飞机地面牵引系统的刚柔耦合动力学模型。对经过加油管地沟的飞机牵引事故作为典型案例进行分析,结果表明:牵引车与牵引杆的连接间隙对飞机的下阻力臂载荷影响较大,当连接间隙过大或下阻力臂存在疲劳裂纹时,受到较大的冲击载荷,飞机牵引杆及前起落架可能发生损伤。

液压混合动力飞机牵引车制动控制系统

为了将液压混合动力技术应用于飞机牵引车,按照飞机牵引车的性能要求,对动力系统的主要参数进行了优化匹配,用数学建模方法对优化结果进行仿真分析;根据再生储能制动需求,设计制动控制系统结构和工作策略;针对受参数摄动影响显著的制动工况,进行双液压蓄能器储能制动配置方式的对比分析,得出最佳工作模式;设计神经网络模糊PID控制器,并在液压混合动力车辆模拟试验台进行性能测试,验证了控制算法的有效性.

智能无杆飞机牵引车视觉定位算法

为了在智能无杆飞机牵引车中利用单目视觉实时检测牵引车相对飞机前轮的位置信息,实现无杆牵引车与飞机的自动对接,在研究基本几何理论的基础上,建立了一种飞机轮胎的近似几何模型。通过对模型的分析,提出利用飞机轮胎平面图像检测车身相对机轮偏角的算法,以及利用像平面与地平面的坐标映射关系检测车身中线相对机轮偏距的算法。算法仿真结果显示,该基于单目视觉的定位算法具有较高的准确性,可以为系统提供满足精度要求的横向控制参数。

无杆飞机牵引车顶推作业仿真研究

针对顶推作业特点,建立了平整路面上无杆牵引车顶推飞机的运动学模型,并应用ADAMS软件建立了牵引车-飞机系统的虚拟样机模型。通过仿真分析,研究了转向盘转角阶跃输入下牵引车顶推飞机的行驶稳定性,分析了不同使用参数和结构参数对顶推作业的影响,使用阶跃函数模拟了牵引车驾驶员修正转向角的操作,为研究顶推方式下牵引车-飞机系统的操纵稳定性提供了一定的参考依据。

飞机牵引车液压系统分析

飞机牵引车是军用和民用机场调度飞机必不可少的一种专用地面服务设备。本文详细介绍了450kN飞机牵引车液压转向系统、液压制动系统、驾驶室举升系统及支腿系统的组成与工作原理。为我国自主开发大型飞机牵引车提供依据。

无杆飞机牵引车机轮举升机构的概念设计与尺度综合

提出了一种新型无杆飞机牵引车机轮举升机构。该机构可控制承载斗实现移动和转动的复合运动。在建立了运动学逆解及速度映射模型的基础上,基于雅克比矩阵的奇异值理论,以机构操作性能为评价指标,研究了该举升机构的尺度综合问题。采用约束坐标轮换法来寻求评价函数的最优解,并讨论了尺度参数对操作性能的影响规律,进而验证了该方法的有效性。

舰载机牵引方式及舰用飞机牵引车解析

舰用牵引车是航母上舰载机调运所需的一类特种车辆,因其与舰载机之间的牵引方式不同,以及牵引车自身操作方式的差别,使得舰用牵引车存在多种不同的形式。通过对舰载机有杆牵引与无杆牵引2种牵引方式的分析,引出舰用牵引车分类。分别论述有杆、无杆、随行式、遥控式舰用牵引车的特点,并对国产舰用牵引车简要说明。

凹坑路面条件下飞机地面牵引载荷的仿真分析

为了保证飞机地面牵引的安全性,运用虚拟样机技术模拟牵引系统经过地面凹坑时飞机牵引载荷的变化,有效的预测飞机经过加油管地沟时拖把与飞机连接处牵引载荷和前起落架下阻力臂载荷的变化。基于Catia和Adams软件,建立了拖车-飞机系统模型,结合Boeing737-800的实际数据进行仿真分析实验。仿真实验表明拖把与飞机连接处牵引载荷和前起落架下阻力臂的受力载荷一般随着地面凹坑宽度、高度和牵引速度的增大而增大,且经过加油管地沟第二个边缘比第一个边缘时下阻力臂与缓冲支柱连接处的载荷变化较大。

遥控无杆飞机牵引车牵引转弯的运动学研究

飞机顺利地通过狭窄通道是解决飞机安全灵活进出机库以及在航母甲板上牵引和停放更多飞机的关键问题。提出一种小型遥控无杆牵引车结构框架。它通过改变夹持举升机构在牵引车车身的相对位置,使前起落架与机身结合处中心点和牵引车后驱动轮轴线中心点重合。这种设计可以减小转弯时翼尖轨迹半径,进而降低转弯时磕碰的风险。在ADAMS中进行仿真,将本设计与传统设计情况作了对比研究。以翼尖扫过的半径和前起落架转过的角度两个参数作为评价指标,验证了本设计的优点。

飞机无杆牵引车系统振动特性仿真分析及优化

针对无杆牵引车在推拖飞机过程中造成的飞机起落架振动问题,在Adams环境下建立飞机-无杆牵引车系统动力学模型,在道面的激励下仿真得到起落架支柱处的时域响应和频域响应,分析飞机无杆牵引车抱轮机构距车辆重心位置和牵引速度对飞机前起落架振动的影响。仿真结果表明,抱轮机构位置和速度对起落架垂向振动影响较大,抱轮机构距牵引车重心位置越远,起落架支柱处的加速度均方根值越小,加速度变化较为平缓,且牵引速度在中速5-10km/h时,可有效降低起落架支柱处的振动。建立全参数二次回归方程,选取合适的抱轮机构位置及牵引速度,可使起落架支柱垂向振动加速度均方根值降低56%,降低了起落架振动对飞机安全及结构稳定性的影响,提高飞机的牵引滑行性能。

无杆飞机牵引车夹持举升机构的运动学分析

夹持举升机构是无杆飞机牵引车同飞机直接相连接的部分,需要完成夹持机轮并抬离地面的动作。建立了常见的夹持举升机构的机构简图,利用K-G公式计算夹持举升机构的自由度。以D-H变换矩阵作为建模工具,建立其位姿运动方程,求出其解析正解,利用解析法求出其理论的速度表达式。结果表明:机构的自由度数与机构主动件的数目相同,具有唯一的确定运动,D-H变换矩阵与几何方法求出的位姿表达式相同,角度变换的仿真结果与理论计算值近似。证明了机构的有效性,并为夹持举升机构的创新设计和进一步的机构综合提供了参考。

并联混合动力飞机牵引车控制系统设计与试验

分析了并联混合动力飞机牵引车的动力系统结构及工作模式,对目前主要的两种并联混合动力控制策略进行了分析比较,详细阐述了控制系统硬件及软件系统的设计方法,该控制系统在模拟工况测试试验中达到了预期的控制效果。

基于AMESim的飞机牵引车转向制动系统仿真及优化

飞机牵引车是一种重要的机场地勤设备,主要用于在地面移动各种飞机。本文针对一新研飞机牵引车液压制动及转向系统试验中发现的助力转向瞬间失灵现象,在各种典型工况下对系统压力及转速等参数进行了实际测试,并在实测数据的基础上基于AMESim软件平台建立了该飞机牵引车液压制动及转向系统的仿真模型,然后通过相同工况下仿真结果与实测数据的对比,验证了系统仿真模型在一定简化条件下的准确性。最后通过对系统充液特性、流量分配等动态过程的仿真分析,进一步分析验证了问题的成因并提出了相应的解决方案,最终取得了预期的实际效果。

飞机无杆牵引车多工况牵引的平顺性仿真及优化

平顺性是车辆动力学性能的一个重要方面,车辆的平顺性优化是一个组合优化的问题。飞机无杆牵引车在牵引飞机时是一个复杂的多体动力学系统,研究无杆牵引车牵引作业的平顺性,对减少牵引车部件及轮胎的磨损,降低前起落架的振动有着重要意义。利用Adams建立无杆牵引车-飞机系统虚拟样机,考虑了飞机起落架的空气缓冲支柱的影响,并分析了路面等级、路况、车速对系统平顺性的影响。根据机场道面的情况,建立两种不同的随机输入路面仿真无杆牵引车的行驶平顺性,并对影响牵引车行驶平顺性的参数进行优化仿真分析。仿真优化结果表明,通过选取合适的无杆牵引车牵引速度,以及适当的降低牵引车悬架的刚度及阻尼,能够有效的提高牵引工作时的行驶平顺性。