[發明專利]一種飛機雙余度電剎車裝置和控制方法

有效

• 申請號: 201210176390.9
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102700542A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 林輝;戴志勇;蘇田青;郭皓;齊蓉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B60T13/74
• 分類號: B60T13/74;B60T8/17
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種雙余度電剎車裝置和控制方法，尤其是一種飛機雙余度電剎車裝置和控制方法。

背景技術

飛機剎車系統是飛機上具有相對獨立功能的子系統，其作用是承載飛機的靜態重量、動態沖擊載荷以及吸收飛機著陸時的動能，實現飛機的起飛、著陸、滑行、轉彎的制動和控制。

目前，電剎車控制系統研究成果有：公開號為CN101117155的專利《飛行器電剎車控制系統架構》和公開號為CN101568458的專利《飛行器全電剎車系統的降低功率模式》是波音公司研究的兩種技術。發表于《計算機測量與控制》的文章《飛機全電剎車驅動器設計與關鍵技術研究》是一種設計CPLD和DSP為剎車系統主要控制芯片的控制器的技術。這些電剎車均未采用冗余技術，可靠性不高。本發明采用雙余度技術設計，提高整個剎車系統的可靠性。

發明內容

為了提高飛機剎車系統的可靠性，本發明提供了一種飛機電剎車的雙余度驅動裝置，在正常情況下，能夠完成正常的飛機剎車，在驅動裝置一余度出現故障時，能夠實時檢測出故障點并進行隔離，在單通道下，完成剎車功能，從而提高飛機剎車系統的可靠性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括冗余驅動控制器、剎車作動器和受剎機輪。冗余驅動控制器部分接收剎車壓力給定信號，驅動剎車作動器工作，使施加在受剎機輪上的剎車壓力跟隨剎車壓力給定信號。

其中，冗余驅動控制器部分包括剎車壓力反饋調理單元、剎車壓力給定接收單元、DSP單元、CPLD單元、隔離電路單元、功率驅動單元、電流采集單元、過流保護輔助單元和電源系統單元。剎車壓力給定接收單元將剎車壓力給定信號轉化為電壓信號，輸入DSP單元，剎車壓力反饋調理單元將雙余度壓力傳感器測得的兩路剎車壓力反饋信號放大濾波后輸入DSP單元，DSP單元的輸出分別控制剎車作動器兩個繞組的占空比信號。CPLD單元將占空比信號和剎車作動器兩套霍爾信號進行邏輯運算，分別輸出控制剎車作動器的兩個繞組運轉的調制換向信號，經隔離電路單元和功率驅動單元，控制剎車作動器運行。在功率驅動單元采集雙余度無刷直流電機的母線電流，經過流保護輔助單元，將母線電流與預先設定的過流閾值相比較，若母線電流大于預先設定的過流閾值，則過流信號為低，若母線電流小于等于預先設定的過流閾值，則過流信號為高，將過流信號送入DSP單元中。當電機出現過流故障時，DSP單元檢測過流信號為低，則關斷占空比信號，從而排除過流故障。電流采集單元采集功率驅動單元上雙余度無刷直流電機繞組的母線電流和相電流，并將母線電流和相電流濾波后輸入DSP單元。電源系統單元接收兩個控制電源，經二極管將兩個電源并聯在一起，向剎車壓力反饋調理單元、剎車壓力給定接收單元、DSP單元、CPLD單元、隔離電路單元、功率驅動單元、電流采集單元、過流保護輔助單元供電，電源系統單元接收兩個驅動電源，給功率驅動單元供電。

剎車作動器采用雙余度無刷直流電機。其中，雙余度無刷直流電機的定子繞組為兩套在空間上互差30°電角度的Y型連接的繞組構成，兩套繞組電氣上彼此隔離、空間上磁場耦合，彼此互為余度，雙余度無刷直流電機共用一個永磁體轉子。雙余度無刷直流電機的每套繞組有各自獨立的霍爾傳感器，兩套霍爾傳感器互為余度，合稱為雙余度霍爾傳感器。雙余度霍爾傳感器發出的信號稱為雙余度霍爾信號。

本發明還提供上述裝置的控制方法，包括以下步驟：

第一步：采集兩路剎車壓力反饋信號，并進行AD轉化。

第二步：若兩路剎車壓力反饋信號小于預先設定的誤差閾值，則進入第四步，否則進入第三步。

第三步：若一路剎車壓力反饋信號大于壓力傳感器的量程最大值，或小于其量程最小值，則診斷該路壓力傳感器故障，將另一路壓力傳感器的剎車壓力反饋信號賦值給壓力反饋，進入第五步，否則進入第四步。

第四步：壓力反饋等于兩路剎車壓力反饋信號之和除以二。

第五步：采集雙余度霍爾傳感器信號，若一路霍爾傳感器信號為000或111，則診斷該路霍爾傳感器故障，否則進入第六步。

第六步：采集各余度繞組母線電流和相電流。

第七步：若一路繞組母線電流大于預先設定的短路閾值，則開始短路計時，若短路計時大于預先設定的短路上限閾值，則診斷該路繞組為短路故障，進入第十步。若一路繞組母線電流大于電機最小工作電流，且小于預先設定的標準0位電流下限，則開始斷路計時，若斷路計時大于預先設定的斷路上限閾值，則診斷該路繞組為斷路故障，進入第十步。否則進入第八步。

第八步：采集剎車壓力給定信號，并進行AD轉化。