[發明專利]基于改進粒子群算法的飛機防滑剎車控制參數尋優方法

在審

• 申請號: 202211497284.0
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115935769A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李磊;焦瑞華;董志超;劉剛
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06N3/006;G06F119/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 秦媛媛

本發明屬于飛機剎車控制技術領域，公開了一種基于改進粒子群算法的飛機防滑剎車控制參數尋優方法。包括：建立飛機剎車系統的數學模型，確定目標參數；獲取飛機剎車系統的數學模型的模型參數；初始化改進粒子群算法的參數；采用二階振蕩環節，對粒子群算法的慣性權重和加速度系數進行調整；對粒子進行更新迭代；對更新迭代后的粒子采取越界處理和防打滑處理；將每個粒子更新后的適應度值與當前最優適應度值進行比較，更新最優值；對粒子進行差分變異操作，并更新最優值；直到達到最大迭代次數。解決飛機剎車領域中為了實現短距離、高效率的剎車，最優剎車控制律參數難以選取的難題。

技術領域

本發明屬于飛機剎車控制技術領域，尤其涉及一種基于改進粒子群算法的飛機防滑剎車控制參數尋優方法。

背景技術

隨著我國軍用和民用航空領域的不斷發展，大噸位和高速度的飛機越來越多，飛機防滑剎車系統的重要性愈發凸顯。數據表明，在各種飛機安全事故中，著陸剎車階段事故發生率達到49.1％，而飛機防滑剎車控制器作為飛機剎車系統的核心部件，防滑剎車控制參數的合理選取就十分關鍵。

如果防滑剎車控制參數選取的過小會導致剎車系統防滑不靈敏，從而導致輪胎抱死甚至爆胎。如果防滑剎車控制參數選的過大則會導致剎車系統頻繁進行防滑作動，從而導致剎車距離過長。現有的飛機剎車控制算法參數選取大多為手工調參的方法進行，較為依賴工程師的自身調試經驗，難以選取到防滑剎車控制算法的最優參數以實現短距離、高效率的剎車。

發明內容

本發明的目的是：提供一種基于改進粒子群算法的飛機防滑剎車控制參數尋優方法，用以解決飛機剎車領域中為了實現短距離、高效率的剎車，最優剎車控制律參數難以選取的難題。

本發明的技術方案是：

一種基于改進粒子群算法的飛機防滑剎車控制參數尋優方法，所述方法包括：

S1，建立飛機剎車系統的數學模型，確定目標參數；

S2，獲取飛機剎車系統的數學模型的模型參數；

S3，初始化改進粒子群算法的參數；

S4，采用二階振蕩環節，對粒子群算法的慣性權重和加速度系數進行調整；

S5，對粒子進行更新迭代；

S6，對更新迭代后的粒子采取越界處理和防打滑處理；

S7，將每個粒子更新后的適應度值與當前最優適應度值進行比較，更新最優值；

S8，對粒子進行差分變異操作，并采用S6和S7的更新最優值；

S9，迭代次數加1，返回S4，直到達到最大迭代次數。

本發明技術方案的特點和進一步的改進為：

S1中，所述飛機剎車系統的數學模型包括：飛機動力學模型、剎車伺服閥模型、輪胎和跑道模型、防滑控制模型、前輪動力學模型和主輪動力學模型；所述目標參數為從飛機動力學模型輸出的剎車距離。

S2中，獲取飛機剎車系統的數學模型的模型參數具體為：飛機動力學模型輸出的剎車距離Distance、飛機速度P_Speed，主輪動力學模型輸出的機輪速度W_Speed，以及防滑控制模型中的比例環節系數Kp、微分環節系數Kd和飛機參考速度減速率Dg。

S2中，飛機動力學模型輸出的剎車距離Distance作為目標參數，飛機動力學模型輸出的飛機速度P_Speed，主輪動力學模型輸出的機輪速度W_Speed作為算法限制條件，防滑控制模型中的比例環節系數、微分環節系數和飛機參考速度減速率作為算法輸入變量。

S3中，初始化改進粒子群算法的參數具體包括：種群的規模N，N為整數；最大迭代次數Max_iter，Max_iter為整數；維數d，d為整數；迭代次數為iter，初值iter＝1；