[发明专利]一种构建起落架模型的方法和装置

说明书

本发明公开了一种构建起落架模型的方法和装置，该方法包括：根据几何非线性组合梁，建立基于偏微分方程的第一起落架梁方程，所述几何非线性组合梁为起落架的支柱部分；将所述第一起落架梁方程投影到模态基上，以将基于所述偏微分方程的所述第一起落架梁方程转换为基于常微分方程的第二起落架梁方程；将所述第二起落架梁方程进行线性降阶，获得低阶起落架模型。本发明在模型中可直接得出起落架各点的形变载荷信息，便于分析起落架的振动情况，通过将方程投影到模态基上得，将非线性偏微分方程转化为易于及时求解的常微分方程，在很大程度上简化了模型降阶的过程，由于模型精确度大幅提升，对设计模型预测控制具有指导意义。

技术领域

本发明涉及飞机结构仿真建模领域，特别涉及一种构建起落架模型的方法和装置。

背景技术

起落架作为飞机的起飞着陆装置，在飞机起降过程中工作环境恶劣，受力情况复杂，在飞机刹车控制律设计、地面动力学分析等过程中，需要建立完整精确的起落架模型。

现有的起落架建模分析方法通常是将起落架结构简化并进行刚体受力分析，这种处理方式并未考虑到起落架的变形情况，进行振动力学分析时缺少起落架的形变信息。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种构建起落架模型的方法和装置。

第一方面，本发明提供了一种构建起落架模型的方法，该方法包括：

根据几何非线性组合梁，建立基于偏微分方程的第一起落架梁方程，所述几何非线性组合梁为起落架的支柱部分；

将所述第一起落架梁方程投影到模态基上，以将基于所述偏微分方程的所述第一起落架梁方程转换为基于常微分方程的第二起落架梁方程；

将所述第二起落架梁方程进行线性降阶，获得低阶起落架模型。

可选地，所述第一起落架梁方程为：

其中，表示对时间的导数，·′表示对梁长度的导数，x₁＝[v^Tω^T]^T和x₂＝[f^Tm^T]^T为状态变量，/和/分别为梁截面线速度和角速度，/和/分别为合成的梁截面力和力矩，M和C分别是材料的质量矩阵和刚度矩阵，变量f_E表示外部施加的力和力矩，矩阵E表示初始梁曲率，算子/和/表示对变量进行线性变换。

可选地，t时刻沿起落架梁结构在位置l处的位移矩阵和转动矩阵

其中，符号表示作用于三元向量的叉乘运算符。

可选地，将所述第一起落架梁方程投影到模态基上，以将基于所述偏微分方程的所述第一起落架梁方程转换为基于常微分方程的第二起落架梁方程，包括：

基于伽辽金Galerkin投影法，将所述第一起落架梁方程中的状态变量x₁表示为由各阶结构模态基与对应的梁截面线速度/角速度，将x₂表示为由各阶结构模态基与对应的梁截面力/力矩的模态振幅组成的形式，建立以振动模态为状态变量的所述第二起落架梁方程。

第二方面，本发明提供了一种构建起落架模型的装置，该装置包括：方程建立模块、方程转换模块和模型降阶模块，其中，

所述方程建立模块，用于根据几何非线性组合梁，建立基于偏微分方程的第一起落架梁方程，所述几何非线性组合梁为起落架的支柱部分；