基于凯恩方法的硬式空中加油多体动力学分析

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基于凯恩方法的硬式空中加油多体动力学分析
杨朝星陆宇平
（南京航空航天大学自动化学院，南京，２１００１６）
摘要：硬式空中加油系统是多体系统，刚体间存在复杂相互作用。为了研究系统动力学响应，将系统简化为万向节连接的两刚体八自由度系统，定义了系统的广义坐标和广义速率，估算了伸缩管受到的气动力，用凯恩方法建立了系统模型。对系统进行了仿真研究，结果表明：伸缩管姿态响应稳定，但存在纵横向耦合、动态特性较差的特点，并受内管伸缩的影响；加油机与伸缩管间也存在动力学耦合，但如果飞机抗干扰能力良好，可以独立设计
第４５卷第５期
２０１３年１Ｏ月
南京航空
航
天
大
学学报
来自百度文库
Ｖｏ１．４５Ｎｏ．５
０ｃｔ．２Ｏ１３
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆ＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｏｏｍａｅｒｉａｌｒｅｆｕｅｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｋｉｎｄｏｆｍｕｌｔｉ — ｒｉｇｉｄ — ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｈａｓｅｉｇｈｔｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅ（ＤｏＦｓ），ｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｗｏ — ｒｉｇｉｄ — ｂｏｄｙ，ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙ
伸缩管的控制律。
关键词：导航制导与控制；硬式空中加油；伸缩管；多体系统；凯恩方法中图分类号：Ｖ２１２．１１文献标志码：Ａ文章编号：１００５ — ２６１５（２０１３）０５ — ０６０５ — ０６
ＫａｎｅＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＭｕｌｔｉ＿ｂｏｄｙＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＢｏｏｍＲｅｆｕｅｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
ｆｉｎｅｄ。ｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｏｒｃｅｏｎｂｏｏｍｉＳｅｓｔｉｍａｔｅｄ，ａｎｄａＫａｎｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｍｏｄｅｌｉＳｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｓｉｍ— ｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｏｕｇｈｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｂｏｏｍａｔｔｉｔｕｄｅａｒｅｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅｙａｒｅｓｔｉｌｌｄｉｓｓａｔｉｓｆｉｅｄｂｅ — ｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｉｎｃｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｂｏｏｍｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇａｌｓｏｅｘｉｓｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔａｎｋｅｒ
ａｎｄｂｏｏｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｆｔａｎｋｅｒＳｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｒｏｂｕｓｔｅｎｏｕｇｈｔｏｒｅｊｅｃｔｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｔｈｅｂｏｏｍｃｏｎｔｒｏｌ