飞机刹车系统半实物仿真平台结构

摘要

本发明属于机电系统控制和半实物仿真技术，涉及对传统飞机刹车实验系统的改进。该半实物仿真平台包括载荷压下系统、惯量模拟系统、机轮刹车系统、仿真计算/虚拟仪表系统和视景系统。其中载荷压下系统能够模拟飞机刹车过程中轮胎的径向载荷；惯量模拟系统用来模拟飞机的平动惯量，同时能够实现刹车过程中飞机发动机残余推力、气动阻力和前轮摩擦的补偿；机轮刹车系统为物理的飞机刹车装置；仿真计算/虚拟仪表系统和视景系统中仿真计算机中解算飞机着陆滑跑六自由度模型，输出电动机的力矩参考值和左右载荷压下系统压下载荷的参考值，并将解算的飞机位置和姿态传送给视景系统，虚拟仪表部分能够实时显示飞机的空速、姿态、高度、航向和发动机转速等。该研究成果为飞机的着陆滑跑及刹车控制律的设计、实验与验证提供了有效的手段和开发环境，既减少了真实实验的风险，又节约了大量资金，具有独创性和显著的经济效益。

主权项

飞机刹车系统半实物仿真平台结构，其特征在于：载荷压下系统为左右对称的阀控缸结构，包括油源、伺服阀、液压缸、位移传感器(LVDT)和压力传感器；能够进行位置控制和力控制，通过力控制可以实现飞机刹车实验过程中机轮径向载荷的模拟；惯量模拟系统包括惯量盘、电动机、变频器、力矩传感器和旋转编码器；惯量盘为铁质实心圆柱体，用来模拟飞机跑道和飞机部分惯量；电动机采用西门子变频调速电机，电动机可以对惯量盘施加正、反两个方向的力矩，实现飞机部分惯量的模拟和发动机残余推力、气动阻力、前轮摩擦力的补偿；力矩传感器测得电动机输出力矩形成力矩闭环控制；旋转编码器通过计数测得惯量盘的转速形成惯量盘的速度控制；机轮刹车系统包括机轮及轮胎、比例式电控刹车阀及控制器、磁敏电阻测速传感器、刹车力矩传感器；采用左右对称的两个刹车装置，分别模拟飞机左右两个主机轮的刹车系统，可以用来研究飞机在非对称刹车情况下的防滑刹车控制律和纠偏控制律；仿真计算/虚拟仪表系统和视景系统中仿真计算机中解算飞机着陆滑跑六自由度模型，输出电动机的力矩参考值和左右载荷压下系统压下载荷的参考值，并将解算的飞机位置和姿态传送给视景系统；虚拟仪表部分能够实时显示飞机的空速、姿态、高度、航向和发动机转速。