基于能量和性能分析的新型飞行作动系统研究

基本信息
批准号:51275021
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:于黎明
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马纪明,齐海涛,郭栋,张朋,郭丽丽,邢天天,刘宏亮
关键词:
功率电传电动静液作动器双向因果关系飞行作动系统键合图
结项摘要

Flight actuation system is the huge dynamic load of the power consumption part in Aircrafts, so energy-saving design is the key technology for new types of actuators. This project will focus on flight actuations integrated multi-domain including mechanical, electric, magnetic, hydraulic and pneumatic power, and inter-discipline mixed with mechanics, electricity, fluid and control. By applying Bond Graph theory based on power flow into flight actuations' graphic modeling, respectivly causal bond graph model(CBG) and bicausal bond graph model (BBG) will be built for electro-hydraulic servo ocntrol actuators (SHA) and electro-hydrostatic actuator (EHA); Simulation results will be attained by employing Modelica which frequently used in multi- domain modeling and simulation based on bond graph and AMEsim which is popular used in hybrid systems combined with mechanical-electrical-hydraulic parts; This project will analyse the duality of CBG and BBG model, compare the performance of actuaotrs,and exploit the factors of energy loss located in actuators; then set up the test bench combined with prototype of EHA and virtual actuators in the form of CBG model or BBG model of SHA and EHA. Some experiments will be designed to anaysis the effects of nonlinearilities on modeling of EHA-CBG and EHA-BBG; Finally, this project will synthesize the procedure of the bond gragh of an optimal control problem in duplex actuation systems where the integral performance index contains dissipative energy and an output error to minimize, while concerning the assignment of atuators' work mode for similar redundancy of EHA + EHA combination and dis-similar redundancy of SHA + EHA combination. The contribution of this project will provide usful rules and guidelines for the design of redundant actuation systems of More-Electric Aircrafts .

飞行作动系统是飞机能量利用端的大负载,节能设计是关键技术。针对多电飞行作动系统跨能域(机、电、磁、液、气)和交叉学科(机械、电气、流体、控制)的特点,应用基于功率流的键合图理论,分别以因果关系键合图CBG和双向因果关系键合图BBG建立液压伺服作动器SHA和电动静液作动器EHA的键合图模型;采用基于键合图理论的系统建模与仿真软件Modelica和机电液仿真软件AMEsim联合进行仿真分析,对比研究CBG与BBG模型的对偶性、作动器的动态性能和能量损失要素;以EHA样机和虚拟样机即SHA、EHA的键合图模型进行半物理实验验证,改进作动器非线性BBG模型;以某飞行作动系统为例,研究EHA+EHA组合的相似余度系统和SHA+EHA组合的非相似余度系统的工作模式对系统能量损失和性能的影响。首次基于键合图建立能量和性能双指标优化的余度作动系统体系结构分析设计方法。为新型飞行作动系统设计提供参考。

项目摘要

针对多电飞行作动系统跨能域(机、电、磁、液、气)和交叉学科(机械、电气、流体、控制)的特点,应用功率键合图理论,分析并建立了新型作动器包括液压伺服作动器SHA、电动静液作动器EHA、机电作动器EMA和电备份综合作动器EBHA的键合图模型;采用基于键合图理论的作动器模型在20-Sim仿真软件中进行仿真分析,对比研究了CBG与BBG 模型的对偶性、作动器的动态性能和能量损失要素;以EHA 样机和虚拟样机即SHA、EHA的键合图模型在机电液仿真软件AME-sim环境中进行了半物理实验验证,并研究EHA+EHA的相似余度系统和SHA+EHA与EHA+EMA的非相似余度系统的工作模式对系统能量损失和性能的影响。初步形成了基于键合图理论建立能量和性能双指标衡量的余度作动系统体系结构分析设计方法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
5

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019

于黎明的其他基金

相似国自然基金

1

湿度和电激励的新型作动器及其主动作动行为研究

批准号:11602116
批准年份:2016
负责人:胡舜迪
学科分类:A0707
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于能量传递效能的飞机电液异构作动系统可靠性理论与分析方法研究

批准号:51875014
批准年份:2018
负责人:石健
学科分类:E0502
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

基于新型人工电磁媒质的高效无线能量传输与收集系统研究

批准号:51477126
批准年份:2014
负责人:李龙
学科分类:E0701
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
4

高墩结构抗震性能的理论分析与振动台-作动器混合试验研究

批准号:51108339
批准年份:2011
负责人:杨澄宇
学科分类:E0805
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目