[發明專利]一種飛機剎車控制系統

在審

• 申請號: 201711309551.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107844083A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 黎杰
• 申請（專利權）人: 湖州優創科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 郭曉鳳

技術領域

本發明涉及飛機防滑剎車控制領域，特別涉及一種飛機剎車控制系統。

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，承受飛機的動、靜態載荷及著陸時的動能，實現飛機的制動控制。

飛機剎車制動主要靠剎車時輪胎和地面間產生的結合力來使飛機減速。影響結合力大小的主要因素是結合系數μ。該系數與滑移量σ之間存在一個復雜的非線性關系，在整個剎車過程中，存在一個μ最大值，它對應的滑移量σ為最佳滑移量。在整個剎車過程中，飛機速度不斷下降，因此滑移量σ也不斷變化，必然引起結合系數μ變化。為了達到最佳剎車，應不斷調節剎車力矩，使剎車機輪在結合系數為最大值或者在其附近區域的情況下產生運動。目前在剎車系統對結合系數μ-滑移量σ的處理中，通常結合系數μ取為定值，這與實際情況存在較大差異。也有采用多級滑移量σ的計算方法來實現結合系數μ隨滑移量σ變化而變化，但控制效果并不理想。

并且現有剎車系統根據不同的跑道狀況，由速度反饋單元不斷地對參考速度進行修正，雖然具有一定的自適應能力，但當飛機從干路面進入水路面時，會引起剎車減速率的突變，從而引起系統和起落架的震動。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了解決上述問題，本發明提供了一種飛機剎車控制系統，通過用DSP模擬神經網絡和單片機實現模糊控制相結合，組成DSP和單片機的雙機系統，提高了原有飛機防滑剎車的性能，減少了制動距離和制動時間，受路面影響小，具有很好的控制魯棒性。

(二)技術方案

一種飛機剎車控制系統，包括輪速采集單元、計數單元、模擬神經網絡單元、存儲單元、模糊控制單元、數模轉換單元、功率驅動單元和剎車執行單元；所述輪速采集單元實時檢測飛機剎車機輪的轉速，輸出脈沖信號，送入所述計數單元；所述計數單元統計一定時間內收到的所述脈沖信號數量，送入所述模擬神經網絡單元進行處理；所述模擬神經網絡單元根據結合系數-滑移量曲線計算出期望的所述剎車機輪轉速，同時所述模擬神經網絡單元讀取所述輪速采集單元采集的所述脈沖信號計算出所述剎車機輪的實際轉速，并計算出期望的所述剎車機輪轉速與所述剎車機輪的實際轉速二者之間的差值及所述差值的變化率，送入所述模糊控制單元；所述存儲單元保存模擬神經網絡需要的參數；所述模糊控制單元根據所述差值及所述差值的變化率，輸出調節電流的數字信號，送入所述數模轉換單元；所述數模轉換單元對所述調節電流的數字信號進行數模轉換，輸出所述調節電流的模擬信號送入所述功率驅動單元；所述功率驅動單元對所述調節電流的模擬信號進行處理放大，以驅動所述剎車執行單元；所述剎車執行單控制所述剎車機輪的剎車壓力，實現模糊剎車；

所述輪速采集單元包括轉速傳感器、第一和第二運算放大器、第一三極管、第一二極管、第一～第九電阻和第一～第三電容，其中所述轉速傳感器選用CSHG-06霍爾效應轉速傳感器，所述第一和第二運算放大器選用LM258，所述第一二極管為肖特基二極管，所述第一和第三電容為電解電容；

所述數模轉換單元包括D/A轉換器和第四電容，其中所述D/A轉換器選用AD7528；

所述功率驅動單元包括第三和第四運算放大器、第五～第十電容和第十電阻，其中所述第三和第四運算放大器選用雙運算放大器TL082。

進一步的，所述模擬神經網絡單元選用數字信號處理器DSP5402。

進一步的，所述計數單元選用可編程計數器/定時器8253。

進一步的，所述存儲單元選用高速Flash存儲器INTEL28F010A。

進一步的，所述模糊控制單元選用單片機89C52。

進一步的，所述剎車執行單元為伺服閥。

(三)有益效果

本發明提供了一種飛機剎車控制系統，通過用DSP模擬神經網絡和單片機實現模糊控制相結合，組成DSP和單片機的雙機系統，利用模擬神經網絡計算出的期望機輪轉速和轉速傳感器實際測得的機輪轉速之間的差值對飛機的剎車執行機構進行自適應調節，實現模糊剎車，提高了原有飛機防滑剎車的性能，減少了制動距離和制動時間，受路面影響小，具有很好的控制魯棒性，其系統結構簡單，成本低廉，檢測精度高，響應速度快，穩定性和可靠性好，具有很好的可擴展性，為神經網絡和模糊控制在嵌入式系統中得到廣泛的應用提供了新的方法。

附圖說明

圖1為本發明所涉及的一種飛機剎車控制系統的結構框圖。

圖2為本發明所涉及的一種飛機剎車控制系統的輪速采集單元電路原理圖。