[發(fā)明專利]剎車力矩間接測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811237752.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109489889B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦宗夏;白寧;孫棟;尚耀星;劉曉超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01L5/28
• 分類號: G01L5/28
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 韓德凱;李偉波

本公開提供一種剎車力矩間接測量方法，包括以下步驟：測量剎車壓力、機(jī)輪半徑和運(yùn)載工具質(zhì)量，設(shè)置機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度的采集周期，初始化機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度；測量采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度和結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度；根據(jù)剎車壓力、機(jī)輪半徑、運(yùn)載工具質(zhì)量，以及采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度和結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度，計算剎車盤力矩系數(shù)；以及基于剎車盤力矩系數(shù)求解剎車力矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及制動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種剎車力矩的間接測量方法。

背景技術(shù)

剎車，也稱“制動”，它是一種使運(yùn)動的機(jī)車、車輛、起降的飛機(jī)以及其他運(yùn)載工具等降低運(yùn)動速度或至停止的運(yùn)動。按照能量轉(zhuǎn)移方式分類，包括摩擦制動，電阻制動，渦流制動等，摩擦制動是最基本也是當(dāng)前應(yīng)用時間最長，技術(shù)積累最豐富，應(yīng)用范圍最廣的制動方式。

就摩擦制動而言，應(yīng)用于汽車剎車系統(tǒng)，按其結(jié)構(gòu)不同可分為鼓式剎車，碟式剎車和盤式剎車，而飛機(jī)剎車領(lǐng)域主要以盤式剎車為主。剎車方式雖然多種多樣，但剎車系統(tǒng)直接作用的對象均是輪胎，通過給剎車裝置施以剎車力，使其改變輪胎轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實現(xiàn)主體運(yùn)動對象的減速剎車。

為進(jìn)一步剖析剎車過程的運(yùn)動方式，以飛機(jī)剎車為例，具體描述剎車這一復(fù)雜的動態(tài)物理過程。飛機(jī)在著陸過程中，機(jī)輪在水平方向主要受到路面所提供的摩擦力，以及通過控制剎車壓力作用于剎車裝置所施加的剎車力矩。當(dāng)未施加剎車力矩時，機(jī)輪處于自由滾動狀態(tài)，機(jī)輪輪速與飛機(jī)速度幾乎保持一致，當(dāng)施加剎車力矩后，機(jī)輪輪速迅速減小，飛機(jī)速度卻由于飛機(jī)巨大的慣性下降不及，進(jìn)而產(chǎn)生速度差，直觀表現(xiàn)為機(jī)輪與跑道之間產(chǎn)生了相對滑動，由滾動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒拥乃查g，輪胎與地面間的摩擦力顯著增加，該力就飛機(jī)整體而言提供與飛機(jī)速度相反的阻力，實現(xiàn)飛機(jī)的減速。但不容忽視的一點是若剎車力矩過大，致使機(jī)速與輪速差不在合理范圍內(nèi)，在極短的時間內(nèi)輪胎與跑道摩擦所產(chǎn)生高溫輕則損壞輪胎表表面，重則致使輪胎爆胎，造成嚴(yán)重安全事故。

在現(xiàn)今技術(shù)條件下，無論是汽車還是飛機(jī)在整個剎車過程中所能采集到的可靠物理量屈指可數(shù)，但就直接運(yùn)動對象輪胎而言，其所受的瞬時摩擦力和剎車力矩均不能直接由傳感器測得，所以通過現(xiàn)有物理量解算這兩關(guān)鍵變量就顯得尤為重要。關(guān)于瞬時摩擦力(剎車系統(tǒng)中稱為結(jié)合力)的解算方法，在國內(nèi)外眾多專家學(xué)者的研究下，已取得了相當(dāng)多的成果，但剎車力矩的解算方法，還受限于具體剎車裝置及眾多不確定非線性因素，沒有一個廣而有效的觀測方法，所以對剎車系統(tǒng)而言，研究行之有效的剎車力矩觀測方法，將為進(jìn)一步開展剎車系統(tǒng)的防滑研究提供重要助力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決至少一個上述技術(shù)問題，本公開提供一種剎車力矩的間接測量方法。

根據(jù)本公開的一個方面，剎車力矩間接測量方法包括以下步驟：

測量剎車壓力、機(jī)輪半徑和運(yùn)載工具質(zhì)量，設(shè)置機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度的采集周期，初始化機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度；

測量采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度和結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度；

根據(jù)剎車壓力、機(jī)輪半徑、運(yùn)載工具質(zhì)量，以及采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度和結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度，計算剎車盤力矩系數(shù)；以及

基于剎車盤力矩系數(shù)求解剎車力矩。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，剎車力矩間接測量方法還包括以下步驟：

進(jìn)入下一個采集周期，下一個采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度為上一個采集周期的結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度，測量下一個采集周期的結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度；

根據(jù)下一個采集周期的起始時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度和結(jié)束時刻的機(jī)輪轉(zhuǎn)動角速度，計算下一個采集周期的剎車盤力矩系數(shù)，基于下一個采集周期的剎車盤力矩系數(shù)求解下一個采集周期的剎車力矩；

重復(fù)上述步驟，獲取不同采集周期的剎車力矩。