具有自适应能力的刹车系统恒力矩控制方法

摘要

一种具有自适应能力的刹车系统恒力矩控制方法，通过通过在防滑控制律基础上增加具有自适应能力的恒力矩控制律，实现碳刹车系统对炭刹车盘处于湿态或地面低结合系数时的判别，增大了刹车压力调节范围，实现了变压力恒力矩刹车控制。具有自适应能力的恒力矩控制律以减速率作为刹车系统工作状态的判据，能够满足刹车系统在各种工作状态下使用要求，增强了刹车系统对跑道和炭刹车盘湿态的适应性，比原控制律具有更好的刹车性能，能够保证刹车过程中机轮刹车力矩不超过起落架限制力矩，提高了飞机着陆的安全性，延长了炭刹车盘的使用寿命。

主权项

一种具有自适应能力的刹车系统恒力矩控制方法，其特征在于，具体过程是：步骤一，确定机轮速度差ΔVw机轮速度差ΔVw是通过当前采样周期的机轮速度Vw₁减去前一周期的机轮速度Vw₀得到，通过公式(3)得到；ΔVw＝Vw₁‑Vw₀    (3)公式(3)中，Vw₁是当前采样周期的机轮速度值；Vw₀是前一周期的机轮速度值；步骤二，确定机轮减速率a_v根据得到的机轮速度差ΔVw，通过公式(4)确定机轮减速率a_v；机轮减速率a_v＝机轮速度差除以速度采样周期；a_v＝ΔVw/T    (4)公式(4)中，ΔVw是机轮速度差；T是以时间为单位的速度采样周期；步骤三，确定自适应刹车因子V_T根据机轮减速率a_v与减速率给定门限值a_v0、起落架限制力矩对应的减速率a_v1三者之间的相互比较，以确定自适应刹车因子V_T；通过公式(5)、公式(6)、公式(7)确定；若a_v＜a_v0，V_T＝(1+K)V_B    (5)若a_v0≤a_v＜a_v1，V_T＝V_B     (6)若a_v＝a_v1，V_T＝(1‑0.5K)V_B    (7)公式(5)、公式(6)和公式(7)中:V_B是额定刹车电压，由飞机驾驶员操纵刹车指令传感器施加给防滑控制盒；K是力矩补偿系数，用于调节刹车压力，取值范围为(0～1)；a_v0是减速率给定门限值，按照常规方法根据惯性试验台记录的干态机轮力矩特性曲线确定；a_v1为起落架限制力矩对应减速率，按照常规方法根据惯性试验台记录的机轮力矩特性曲线中在刹车力矩接近起落架限制力矩时的局部曲线确定；当机轮减速率a_v小于减速率给定门限值a_v0时，说明刹车系统处于非正常工作状态，需要增加刹车压力，故采用公式(5)计算刹车因子V_T，对飞机驾驶员施加的刹车指令进行补偿，实现变压力恒力矩控制；当机轮减速率a_v大于等于减速率给定门限值a_v0且小于起落架限制力矩对应减速率a_v1时，说明刹车系统处于正常工作状态，不需要改变刹车压力，故采用公式(6)计算刹车因子V_T，直接采用驾驶员施加的刹车指令进行刹车；当机轮减速率达到起落架限制力矩对应减速率a_v1时，为防止损伤起落架，必须降低刹车压力，故采用公式(7)计算刹车因子V_T；步骤四，确定阀门控制电压V_F通过防滑电压V_s与刹车因子V_T确定阀门控制电压V_F；根据公式(8)得到阀门控制电压V_FV_F＝V_s+V_T    (8)公式(8)中，V_s是防滑电压，通过防滑控制律中公式(2)计算；所述防滑控制律如下:阀门控制电压VF＝Vs+700    (1)其中防滑电压Vs＝Vp+Vd+Vi    (2)其中：Vp为比例输出；Vd为微分输出；Vi为积分输出；700为静态值，对应伺服阀死区电流；步骤五，确定伺服阀输出刹车压力P通过阀门控制电压V_F控制伺服阀输出刹车压力P；根据公式(9)计算刹车压力P；P＝K₁(V_F/R)    (9)公式(9)中，R为伺服阀线圈电阻的取值范围为180～200Ω；K₁为伺服阀比例系数，是伺服阀输出电压与电流的比值；步骤六，控制刹车系统的恒力矩通过伺服阀输出刹车压力P作用在刹车机轮上，产生刹车力矩Ms；根据公式(10)计算刹车力矩Ms；Ms＝μ_dF_n(P‑ΔP)n_TR_m    (10)公式(10)中，μ_d为碳盘摩擦系数；F_n为活塞面积；P为伺服阀输出刹车压力；ΔP为压力损失；n_T为摩擦面数；R_m为摩擦面中径。