CN101348112B - 一种用扭矩修正控制交通工具制动的方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种用扭矩修正控制交通工具制动的方法。
背景技术
交通工具制动系统包括制动致动器(可能是液压或电动机械的),用于对交通工具的轮子施加制动扭矩,由此倾向于使交通工具减速。
航空学中使用的已知大部分制动控制都利用设定点,如果制动是液压的,则设定点转化成压力,如果制动是电动机械致动的,则设定点转化成所施加的力或推动件的位移。
在文件US 2005/0001474中已提出了利用扭矩设定点并组织基于测得的扭矩的反馈回路的控制。这些控制通过监测其产生的扭矩而具有考虑制动的总体作用的优点,由此使其能够适应一给定制动力的制动扭矩响应的分散。
但是,具有宽通带的控制会与轮子防抱死保护相互干扰,尤其是如果扭矩控制信号与防抱死控制信号之间有相位偏移量时更是如此。在某些夹紧状态下,扭矩控制给出暂时为零的扭矩设定点以防止轮子抱死。但是,如果轮子在不适当的时间抱死,则测得的扭矩突然变为零且测得的扭矩等于为零的扭矩设定点。因此轮子仍然抱死,且没有为释放轮子对制动进行控制。
发明目的
本发明的目的是提供一种利用力或位置设定点、但同时考虑测得的扭矩的制动控制。
发明内容
为了实现本发明,提供了一种控制交通工具制动的方法,该方法适于响应致动设定点施加制动力,该方法包括以下步骤:
从制动设定点,考虑制动设定点的所有分量确定用于制动致动器的标称致动设定点;
从同一制动设定点并从由该制动而产生的扭矩的测量值,确定用于标称致动设定点的修正值,该修正值仅考虑制动设定点的低频变化;以及
将该修正值应用于标称致动设定点。
因此,制动实际是根据制动设定点而不是根据扭矩进行控制的。这里所使用的扭矩测量值仅用来产生标称致动设定点的低频修正,而该标称致动设定点本身是在同时考虑了制动设定点的高频分量而计算出的。
因此这样提出的低频修正能够降低给定制动设定点的制动扭矩中的分散,其中这种分散可由所施加的制动力中的分散所引起或响应于所施加的制动力的制动扭矩中的分散所引起。
此外,所提出的低频修正仍然与对制动设定点提供高频调制以防止轮子抱死的防抱死保护相容。
本发明的优点之一是在扭矩传感器失效的情况下能够在降级模式下进行制动。然后该修正被随意地设定成零或保持在其当前值,而然后仅根据制动设定点对制动进行控制。
在使用位置设定点的特定环境中,本发明的扭矩修正值能够补偿热膨胀,该热膨胀会导致由制动器施加的力发生变化。
附图说明
借助于下面参照唯一一幅附图的说明,可以更好地理解本发明,该图组成本发明方法的具体实施方式的框图。
具体实施方式
下文描述本发明应用在包括电动机械致动器类型的飞行器致动器,对电动机械致动器进行位移控制。计算机(未示出)生成制动设定点F。提供轮子防抱死保护的系统在高频上修正该设定点,该系统连续校验轮子的滑移率,探测任何轮子抱死的开始,并因而降低制动设定点F以防止轮子抱死。
在该非线性模型1的应用的实例中,转换器1以已知方式将制动设定点F变换成用于致动器的推动件的位置设定点X。以较高且与运行防抱死保护相容的计算频率来执行位置设定点X的计算,使得位置设定点X同时考虑制动设定点F的低频分量和高频分量。
根据本发明,低频位置修正xcorr被计算出并通过加法电路20与位置设定点X相加从而得到经修正的位置设定点Xcorr=X+xcorr。该位置设定点xcorr如下考虑测得的扭矩。
首先,产生对应于制动设定点F的平均扭矩Cmean的映像。为了该目的,将制动设定点F传递到增益为K1的比例级2,以使其与扭矩相当,且然后经过第一低通滤波器3以消除所有的高频分量,尤其是起实现防抱死保护作用的高频成分。
提供平均扭矩Cmean和校准测得扭矩作为比较器的输入,比较器得出误差ε。通过将该误差传送到包括增益为K3的比例作用6、积分作用7以及具有将修正限制为介于范围[Xmin,Xmax]内的值的作用的饱和级8的控制器而对该误差进行处理。该饱和防止可能会干扰制动的适当操作或会导致施加太大力(即,大于制动可接受的极限力的力)的修正。
较佳的且常规地是,积分作用7包括防失控(anti-runaway)保护,防失控保护在修正被饱和级8进行了饱和化的情况下冻结积分作用,从而只要修正值饱和化就避免误差ε的积分的增加。
然后来自饱和级8的输出传送到斜度限制器9,该斜度限制器9具有确保修正值的变化渐进的功能。这会产生合需的位置修正xcorr。
但是当飞行器静止时,也可施加制动力,例如防止停机时飞行器移动。这样施加的力会产生非零平均扭矩Cmean,而所测得的扭矩Cmes是零或非常低。在这种情况下,扭矩误差会很大且会导致较大量的修正,进一步增加致动器推进件的行进,且由此有助于增加所施加的力。为了避免这种情况,所以中和修正。为了进行该中和,在用于停用修正的构件11的控制下提供切换开关10,由此能够将斜度限制器的输入切换到固定值,在该示例中该值选择成等于零。当探测到提供扭矩测量Cmes的扭矩传感器失效时,该切换也用于中和该修正值。然后在进行这种切换的情况下和当该切换反方向进行时,连接到切换开关10下游的斜度限制器9用于避免跳动的修正。
本发明并不限于以上说明,相反其覆盖落入权利要求书所限定范围内的任何变型。
具体地说,尽管参照具有控制在位的电动机械致动器的制动示出本发明,但本发明通常更适用于任何其它类型的控制。例如,能够产生用于相同类型制动的力致动设定点,或用于液压制动的压力致动设定点,这些致动设定点是通过测量由制动所产生的扭矩来根据本发明纠正的。
尽管以上陈述了当中和修正时,修正突然变化到零,但可例如通过在中和前保持最近的修正值而以一些其它方式停用修正,并在随后当修正重新启用时通过从所述最近的值再开始修正。能够通过其它装置——例如使用条件加法电路20来中和修正值,该加法电路20响应中和修正的指令而停止将位置修正值xcorr与位置设定点X相加。
尽管陈述了为了从制动设定点F形成平均扭矩Cmean的映像,将制动设定点乘以常量增益K1,当然能够通过使用适当的数字模型来利用可变且根据诸如飞行器的速度、制动温度或制动的工作点之类的参数P实时确定的增益K1。有利的是,不仅应当考虑被调节的制动的参数,而且应当考虑关于其它制动的参数,由此能够确保使制动器磨损和加热均匀。
尽管该说明书涉及比例-积分型的控制器,但也可能使用其它类型的控制器,例如比例-积分-导数控制器或其它控制器。
尽管平均扭矩Cmean和扭矩测量值Cmes的映像通过两个独立的低通滤波器独立地进行过滤,但是也能够省略这两个滤波器而用位于比较器下游的单个低通滤波器代替来过滤误差ε。
尽管陈述了使用饱和级8来饱和化修正xcorr,但是也能够或者如图所示增加,或作为饱和级8的替代来使用饱和级21来饱和化经修正的设定点Xcorr,由此能够保证经修正的设定点保持在与制动部件的结构整体性相容的水平内。
最后,尽管陈述为了确定用于位置设定点的修正xcorr,使用包含防抱死修正且通过低通滤波器从其提取低频分量的制动设定点F,但是也能够以其它方式确定该位置修正,例如使用在由用于提供方抱死保护的装置进行高频修正之前采用的低频制动设定点(低频制动设定值可例如来自由飞行员操作的踏板,或当制动处于所谓的“自动制动”自动模式时来自减速设定点)。标称设定点X本身是通过作为低频制动设定点加上高频防抱死修正的和的输入来确定。
Claims (9)
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,为了确定所述修正,从所述制动设定点构造由所述制动器施加的平均扭矩(Cmean)的映像,并将所述平均扭矩与所述扭矩的测量值(Cmes)相比较。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在执行所述比较之前,对所述平均扭矩(Cmean)和所述扭矩测量值(Cmes)的映像都进行过滤以消除高频分量。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述比较给出经过处理(6、7)并然后经过饱和(8)从而将所述修正限制为位于预定范围([Xmin,Xmax])内的值的误差(ε)。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,如果所述交通工具处于静止或如果探测到扭矩测量装置失效,则中和所述修正(xcorr)。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述修正的中和包括将所述修正的值冻结到给定值的步骤。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述经修正的致动设定点被饱和化。
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