飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法

摘要：

针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景,研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式,考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距,分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配时的飞机主起落架几何中心过中心线(GCOC)法,并基于2种方法建立运动学模型,在净距及飞机前轮转角约束下对系统转弯滑行入港运动进行轨迹规划.基于GCOC法建立连续非线性系统的轨迹跟踪模型,通过线性二次调节器(LQR)对不同权重系数及存在初始偏差的轨迹跟踪问题进行了研究.结果表明:牵引车以HPOC法牵引飞机在与其机型不匹配的机场滑行入港时,机轮会发生碰撞危险;而采用GCOC法时其运动轨迹可以满足跑道及滑行道边缘的安全净距要求.在对系统进行轨迹跟踪控制时,当将飞机主起落架几何中心的横、纵坐标权重系数Q1、Q2及表示飞机姿态的角度权重系数Q3均设为100,而表示牵引车姿态的角度权重系数Q4设为0时,即:Q=(100,100,100,0),该方法可将实际牵引滑行入港轨迹与参考轨迹的偏差保持在0.05～0.1 m以内,且能够在10 s左右抑制系统状态变量误差,并使控制变量达到稳定;同时能够在12 s左右修正系统的初始偏差,相较于单机偏差修正的10 s,具有可接受的效果.

关键词：机场地面运行、牵引滑行系统、路径仿真、运动学模型、轨迹跟踪

所属期刊栏目：40

分类号：V351.34(航空港（站）、机场及其技术管理)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费项目

在线出版日期：2022-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：91-101