[發明專利]具有自適應能力的剎車系統恒力矩控制方法

有效

• 申請號: 201210488714.2
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102991488A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉忠平;黃永裕;田廣來;柯少昌;劉長偉;任長存;牛祖軍
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: B60T8/17
• 分類號: B60T8/17;B64C25/44
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及一種飛機剎車系統，具體是一種具有自適應能力的剎車系統恒力矩控制方法。

背景技術

要使飛機安全著陸，避免深打滑（爆胎）現象出現，必須根據地面結合力矩設計飛機輪的剎車力矩，使地面結合系數充分利用，即每次剎車-松剎-剎車循環過程中，地面結合系數趨近于最大值。

常規飛機剎車系統采用恒定的液壓控制，在額定的剎車壓力下進行防滑控制。剎車瞬間剎車力矩大于地面結合力矩，機輪深打滑（爆胎）出現，飛機剎車系統使機輪剎車壓力快速釋放，解除飛機的深打滑狀態，保證飛機起飛或著陸安全。當剎車壓力恒定時剎車系統只能通過控制機輪打滑程度調解剎車壓力。

當剎車盤摩擦系數變小、機輪輪胎與地面結合系數較大時，剎車系統的最大剎車壓力不能滿足飛機對剎車的要求；當剎車盤摩擦系數較大、機輪輪胎與地面結合系數較小時，剎車系統的最大剎車壓力遠大于此時機輪對剎車壓力的需求。上述兩種狀態下，恒定液壓控制的常規飛機防滑剎車系統都會出現飛機剎車效率低、剎車距離長的問題。飛機輪胎異常磨損、爆胎、沖出跑道問題在特殊情況下會時有發生。

1993年4月《航空學報》“飛機電子防滑剎車系統模擬仿真”中介紹了一種飛機剎車系統的控制方法，該控制方法采用定壓力控制，控制率參照國外波音系列飛機剎車系統控制率，綜合了“馬克系列”和“奧斯卡系列”控制器優點，通過建立飛機運動方程、起落架運動方程、機輪運動方程、剎車裝置運動方程、地面磨擦特性仿真模型，提出電子控制盒控制率、電液伺服閥、液壓關路及剎車裝置進行全數字仿真和半物理仿真，包括電子控制盒控制率、電液伺服閥、液壓關路及剎車裝置采用實物。以傳遞函數形式提出電子控制盒控制率，控制率對防滑電壓中的Vp、Vd、Vi和輸出閥門控制電壓VF進行詳細規定，

在額定的剎車壓力下進行防滑控制。采用的防滑控制律如下:

閥門控制電壓VF=Vs+700??????????????(1)

其中防滑電壓Vs=Vp+Vd+Vi????????????(2)

Vp：比例輸出Vd：微分輸出Vi：積分輸出

700：靜態值，對應伺服閥死區電流。

該方法實現了恒力矩剎車，但依然存在當炭剎車盤濕態時或機輪輪胎與地面結合系數大時，定壓力控制方法不能滿足剎車系統要求的不足。

經檢索“國期刊全文數據庫”論文數據庫有《跑道辨識算法在飛機防滑剎車中的應用研究》、《飛機防滑剎車系統的建模與仿真研究》、《飛機防滑剎車系統模糊PID控制器的設計》等文章中出現于防滑控制方法的模糊控制等概念。

中發明內容

為克服現有技術中存在的炭剎車盤濕態時或機輪輪胎與地面結合系數大時，定壓力控制方法不能滿足剎車系統要求的不足，本發明提出了一種具有自適應能力的剎車系統恒力矩控制方法。

本發明的具體過程是：

步驟一，確定機輪速度差ΔVw

機輪速度差ΔVw是通過當前采樣周期的機輪速度Vw₁減去前一周期的機輪速度Vw₀得到，通過公式(3)得到。

ΔVw=Vw₁Vw₀????????????????(3)

公式（3）中，Vw₁當前采樣周期的機輪速度；Vw₀是前一周期的機輪速度值。本實施例中Vw₁為實時采集并存儲數據，Vw₀取前一周期所存數據，ΔVw通過公式(3)實時計算得到。

步驟二，確定機輪減速率a_v

根據得到的機輪速度差ΔVw，通過公式（4）確定機輪減速率a_v。機輪減速率a_v=機輪速度差除以速度采樣周期。

a_v=ΔVw/T??????????????(4)

公式（4）中，ΔVw是機輪速度差；T是以時間為單位的速度采樣周期。本實施例中ΔVw為步驟一計算所得，T取值為1s。

步驟三，確定自適應剎車因子V_T

根據機輪減速率a_v與減速率給定門限值av₀、起落架限制力矩對應的減速率av₁三者之間的相互比較，以確定自適應剎車因子V_T。通過公式(5)、公式(6)、公式(7)確定。