摘要
舰载机牵引系统在航空母舰的体系中占据着重要位置，由于舰载机的发动机不适合低速运转，因此需要牵引车协助完成移动过程，又因受海洋环境的影响，舰载机牵引系统在牵引作业时容易出现甩尾、侧滑、折叠等不稳定的现象，这将直接影响舰载机的调运效率及安全性。本文以舰载机牵引系统为研究对象，将其置于六自由度动平台上模拟海况来分析牵引系统的行驶特性，针对动基牵引系统易出现的不稳定工况进行研究，并提出相应的稳定性控制方法。 首先对海洋和舰船的运动状态进行描述，再根据右手笛卡尔法则，通过坐标变换的方法将舰船与舰载机牵引系统联系起来;考虑舰船运动对轮胎的影响，建立牵引系统轮胎模型，利用牛顿-欧拉法分析牵引车前后轴轮胎和舰载机后起落架轮胎的侧偏力;由于舰体的时变运动，需要分析舰载机牵引系统的重力在三个坐标轴的分力的变化以及牵引系统所受的驱动力和阻力。考虑铰接点处的受力，依据拉格朗日法建立了系统模型非线性动力学方程，同时，在Adams中建立舰载机牵引系统的虚拟样机模型，为后续牵引系统行驶特性的分析研究提供基础。 对牵引系统的行驶特性进行分析，包括系统横摆运动产生的原因，对其可能受到的影响因素进行分析并提出牵引运动行驶特性评价指标;将建立好的舰载机牵引系统虚拟样机模型和路面模型放置在六自由度动平台上，完成系统作业环境的建立，并对其进行仿真;通过在多种工况下对牵引车直线以及转向牵引运动进行仿真试验并且依据评价指标，得出在不同工况下的舰载机牵引系统的行驶规律。 针对舰载机牵引系统工作环境的不确定性，以牵引车的转向机构和铰接结构为基础，确定以系统的实际横摆角速度、折腰角与它们期望值的差值为控制目标，以牵引车前轮主动转向十直接横摆力矩控制的集成控制策略为控制模式，设计舰载机牵引系统稳定性控制器。利用在Adams中建立的虚拟试验平台，联合MATLAB/Simulink模块进行控制方法的调试与验证，根据该控制器的输出变量曲线来分析牵引系统的运动状态验证所设计的控制方法的合理性。 本文通过对基于六自由度动平台的舰载机牵引系统的行驶特性研究，使用Adams仿真分析得到了舰载机牵引系统在多种工况下的行驶特性曲线，并联合MATLAB/Simulink进行仿真，验证了所设计控制器的有效性，为舰载机牵引系统稳定性的相关研究提供了科学参考。
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