CN101879944A - 一种新型转弯控制律实现方法 - Google Patents

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张连美
罗林
丁学斌
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Abstract

本发明公开了一种新型转弯控制律实现方法，将控制器、转弯手轮传感器、方向舵脚蹬传感器、转弯控制阀、转弯作动器组成控制系统，其特征是，在控制器内部增加一套转弯控制单元，该控制单元具有低速滑行时大角度转弯和中高速滑行过程中小角度修正滑行方向的能力；飞机低速滑行时，控制器接收并处理手轮传感器信号，通过控制转弯控制阀和转弯作动器，输出最大65°的转弯角度；飞机中高速滑行时，控制器接收并处理方向舵脚蹬传感器信号，通过转弯控制阀和转弯作动器，输出最大7°的转弯角度。本发明通过速度自适应转弯控制律的实现，提高了转弯操纵品质，扩大了飞机转弯系统的适用速度范围，降低了飞行员的操作负荷，提高了飞机的滑行安全性。

Description

一种新型转弯控制律实现方法
技术领域
本发明属于飞机起落架控制领域，是一种用于起落架前轮转弯控制律的实现方法。
背景技术
目前国内飞机转弯控制均仅采用手轮控制的方式，飞行员需根据飞机的速度判断是否该使用手轮，且转弯角度正比于手轮行程，该种控制方式因控制增益恒定，因此不能同时满足飞机低速操纵和高速操纵的要求，导致飞机转弯控制仅在飞机处于低速滑行时可用，在高速滑行时，飞机需依赖差动刹车和方向舵进行纠偏和转弯，转弯效率不高，控制准确性差，不但增加飞行员工作负荷，且容易发生安全问题。
发明内容
本发明的目的是：解决飞机地面滑跑时方向控制困难问题，使飞机在不同速度(高速、低速)以及不同操作手段(手轮、脚蹬)时飞机均有较好的方向控制操作品质。
本发明的技术方案是：一种新型转弯控制律实现方法，将控制器、转弯手轮传感器、方向舵脚蹬传感器、转弯控制阀、转弯作动器作为控制系统，其特征是，在控制器内部增加一套转弯控制单元，该控制单元具有低速滑行时大角度转弯和中高速滑行过程中小角度修正滑行方向的能力；飞机低速滑行时，控制器接收并处理手轮传感器信号，通过控制转弯控制阀和转弯作动器，输出最大65°的转弯角度；飞机中高速滑行时，控制器接收并处理方向舵脚蹬传感器信号，通过转弯控制阀和转弯作动器，输出最大7°的转弯角度。
飞机低速滑行时，手轮转弯控制律如下：
当机轮速度小于20km/h时，前轮偏转角度仅与手轮传感器角度成线性关系，与机轮速度无关；机轮速度大于20km/h后，前轮转弯角度不仅与手轮传感器角度成线性关系，还与机轮速度限制系数有关系。
y表示前轮偏转角度，x表示转弯手轮传感器角度，机轮速度为v，前轮偏转角度受机轮速度限制系数为k，前轮偏转角度y与手轮传感器角度x的关系如下：
Figure BSA00000194078800021
而系数k与机轮速度有关系，关系如下：
k = 1 ( 0 km / h &le; v &le; 20 km / h ) k = - 29 2210 v + 279 221 ( 20 km / h < v < 88 km / h ) k = 7 65 ( v &GreaterEqual; 88 km / h )
飞机中高速滑行时，方向舵脚蹬转弯控制律：
当机轮速度小于74km/h时，前轮偏转角度与方向舵脚蹬传感器成线性关系，与机轮速度无关；当机轮速度大于74km/h时，前轮转弯角度不仅与方向舵脚蹬传感器角度成线性关系，还受机轮速度限制。
前轮偏转角度为y与方向舵脚蹬传感器角度d以及机轮速度v的关系如下：
y = 70 153 d ( 0 km / h &le; v &le; 74 km / h ) y = 70 153 d ( 120 83 - v 166 ) ( 74 km / h < v &le; 214 km / h )
其中，y表示前轮偏转角度，d表示方向舵脚蹬传感器角度，机轮速度为v。
本发明具有的优点和有益效果是：通过速度自适应转弯控制律的实现，提高了转弯操纵品质，扩大了飞机转弯系统的适用速度范围，降低了飞行员的操作负荷，提高了飞机的滑行安全性。
附图说明
图1为前轮偏转角度与转弯手轮传感器角度关系图；
图2为手轮转弯时前轮偏转角度受机轮速度限制系数与机轮速度关系图；
图3为前轮偏转角度与方向舵脚蹬传感器角度关系图；
图4为方向舵脚蹬转弯时前轮偏转角度受机轮速度限制系数与机轮速度关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
一种新型转弯控制律实现方法，将控制器、转弯手轮传感器、方向舵脚蹬传感器、转弯控制阀、转弯作动器作为控制系统，其特征是，在控制器内部增加一套转弯控制单元，该控制单元具有低速滑行时大角度转弯和中高速滑行过程中小角度修正滑行方向的能力；飞机低速滑行时，控制器接收并处理手轮传感器信号，通过控制转弯控制阀和转弯作动器，输出最大65°的转弯角度；飞机中高速滑行时，控制器接收并处理方向舵脚蹬传感器信号，通过转弯控制阀和转弯作动器，输出最大7°的转弯角度。
飞机低速滑行时，手轮转弯控制律：
当机轮速度小于20km/h时，前轮偏转角度仅与手轮传感器角度成线性关系，与机轮速度无关；机轮速度大于20km/h后，前轮转弯角度不仅与手轮传感器角度成线性关系，还与机轮速度限制系数有关系。
如图1，y表示前轮偏转角度，x表示转弯手轮传感器角度，机轮速度为v，前轮偏转角度受机轮速度限制系数为k，前轮偏转角度为y与手轮传感器角度x的关系如下：
Figure BSA00000194078800031
如图2，而系数k与机轮速度有关系，关系如下：
k = 1 ( 0 km / h &le; v &le; 20 km / h ) k = - 29 2210 v + 279 221 ( 20 km / h < v < 88 km / h ) k = 7 65 ( v &GreaterEqual; 88 km / h )
飞机中高速滑行时，方向舵脚蹬转弯控制律：
如图3，当机轮速度小于74km/h时，前轮偏转角度与方向舵脚蹬传感器成线性关系，与机轮速度无关；如图4，当机轮速度大于74km/h时，前轮转弯角度不仅与方向舵脚蹬传感器角度成线性关系，还受机轮速度限制。
y表示前轮偏转角度，d表示方向舵脚蹬传感器角度，机轮速度为v，前轮偏转角度为y与方向舵脚蹬传感器角度d以及机轮速度v的关系如下：
y = 70 153 d ( 0 km / h &le; v &le; 74 km / h ) y = 70 153 d ( 120 83 - v 166 ) ( 74 km / h < v &le; 214 km / h )

Claims (5)

1.一种新型转弯控制律实现方法，将控制器、转弯手轮传感器、方向舵脚蹬传感器、转弯控制阀、转弯作动器组成控制系统，其特征是，在控制器内部增加一套转弯控制单元，该控制单元具有低速滑行时大角度转弯和中高速滑行过程中小角度修正滑行方向的能力；飞机低速滑行时，控制器接收并处理手轮传感器信号，通过控制转弯控制阀和转弯作动器，输出最大65°的转弯角度；飞机中高速滑行时，控制器接收并处理方向舵脚蹬传感器信号，通过转弯控制阀和转弯作动器，输出最大7°的转弯角度。
2.根据权利要求1所述的新型转弯控制律实现方法，其特征是，飞机低速滑行时，手轮转弯控制律如下：当机轮速度小于20km/h时，前轮偏转角度仅与手轮传感器角度成线性关系，与机轮速度无关；机轮速度大于20km/h后，前轮转弯角度不仅与手轮传感器角度成线性关系，还与机轮速度限制系数有关系。
3.根据权利要求2所述的新型转弯控制律实现方法，其特征是，前轮偏转角度y与手轮传感器角度x的关系如下：
Figure FSA00000194078700011
其中，y表示前轮偏转角度，x表示转弯手轮传感器角度，机轮速度为v，前轮偏转角度受机轮速度限制系数为k。
4.根据权利要求3所述的新型转弯控制律实现方法，其特征是，系数k与机轮速度有关系，关系如下：
k = 1 ( 0 km / h &le; v &le; 20 km / h ) k = - 29 2210 v + 279 221 ( 20 km / h < v < 88 km / h ) k = 7 65 ( v &GreaterEqual; 88 km / h )
5.根据权利要求1所述的新型转弯控制律实现方法，其特征是，飞机中高速滑行时，方向舵脚蹬转弯控制律如下：当机轮速度小于74km/h时，前轮偏转角度与方向舵脚蹬传感器成线性关系，与机轮速度无关；当机轮速度大于74km/h时，前轮转弯角度不仅与方向舵脚蹬传感器角度成线性关系，还受机轮速度限制，关系如下：
y = 70 153 d ( 0 km / h &le; v &le; 74 km / h ) y = 70 153 d ( 120 83 - v 166 ) ( 74 km / h < v &le; 214 km / h )
其中，y表示前轮偏转角度，d表示方向舵脚蹬传感器角度，机轮速度为v。
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