Simulating Aircraft Direction Control on Uneven Ground Loadings

"飞机地面运动方向控制的仿真研究探讨了如何在Simulink环境中，通过建立考虑左右机轮受力差异的三自由度飞机模型，解决因机轮载荷不平衡导致的飞机侧滑和跑道偏离问题。研究中采用了PID控制算法，以调整左右机轮的刹车力矩，从而实现有效控制。" 在飞机地面运动控制领域，传统的模型往往假设左右机轮受力相等，但实际情况中，由于环境和跑道条件的影响，左右机轮的载荷可能会出现不平衡。本研究中，作者王纪森、赵俊和梁海毅提出了一种新的方法，他们首先建立了考虑这种不平衡情况的三自由度飞机模型。这一模型考虑了飞机作为理想刚体的特性，简化为只有纵向、垂直和俯仰三个自由度，并且假定飞机沿XOZ平面是对称的，转动惯量Ixy和Iyz被等效为零。 在动力学方程的构建过程中，运用牛顿第二定律来描述飞机在不同受力下的运动状态。然后，通过Simulink仿真平台，研究人员应用PID控制算法分别控制左右机轮的刹车力矩，以此来抵消由于载荷不平衡产生的侧滑趋势，保证飞机沿预定跑道方向稳定滑行。这种方法对于防止飞机在起飞和降落时冲出跑道具有重要意义，对提高飞行安全性有着显著效果。 仿真结果证明，所建立的三自由度模型以及提出的控制算法是合理且有效的。这一研究不仅为飞机地面运动控制提供了新的理论依据，也为实际飞行操作中的防滑刹车系统设计优化提供了参考。此外，这一工作还强调了在建模过程中考虑实际物理因素的重要性，对于提升飞行器性能和控制策略的设计具有深远影响。