CN102991670B

CN102991670B - 教练型飞机的超控刹车控制方法

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Publication number: CN102991670B
Application number: CN201210488460.4A
Authority: CN
Inventors: 张仲康; 王波
Original assignee: Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: CN102991670A

Abstract

一种教练型飞机的超控刹车控制方法，分别以前舱和后舱的刹车指令作为响应对象，设置防滑刹车控制系统的超控电压V_K作为后舱解除前舱操作的最小刹车电压。通过刹车电流和防滑电流确定输出电流，并通过防滑刹车系统的输出电流确定控制防滑刹车系统的刹车压力。通过来自刹车指令传感器的刹车指令信号值确定防滑刹车系统液压锁的状态。开液压锁时，防滑刹车系统根据左输出电流I_L大小输出左刹车压力P_L；根据右输出电流I_R大小输出右刹车压力P_R。关液压锁时，防滑刹车系统不输出P_L和P_R。试验证明，本发明实现了左机轮和右机轮的独立控制，并能够进行超控刹车系统BIT故障检测，具有反应速度快，安全性，维修性和智能化好的特点。

Description

教练型飞机的超控刹车控制方法

技术领域

本发明涉及飞机刹车控制技术领域，具体是一种教练型飞机的超控刹车控制方法。

背景技术

教练型飞机的主要特征是后舱教练培训前舱学员，教练型飞机的刹车系统是教练型飞机功能的主要科目之一。

飞机着陆过程中，首先由前舱学员操作进行着陆刹车，后舱教练对刹车过程进行监控，当学员操作不当或错误时，教练实施操作，纠正学员错误动作。

常规教练型飞机刹车系统主要基于惯性防滑刹车系统、电磁防滑刹车系统或电子防滑刹车系统设计，其共同特点是刹车控制采用模拟技术，刹车教练功能依靠机械液压部件实现，不具备智能超控刹车的功能及特点。

常规教练型飞机刹车系统中完成教练操作的执行部件由刹车阀和转换阀等组成。基本的工作原理为：

学员手动操纵一个刹车阀手柄，刹车系统控制压力跟随学员的操纵而变化，若此时教练手动操纵另一刹车阀手柄，当输出至转换阀的压力大于学员的刹车阀输出压力时，刹车系统控制压力跟随教练的操纵而变化，以此实现现有类型教练机的纠错，完成刹车系统教练功能。

以现役比较先进的某型教练机为例，该机基于电磁防滑刹车系统，该教练机的教练功能完全由机械、液压部件实现。学员向上拉起刹车阀手柄，这时左、右刹车控制通道产生成正比的液压压力(0～7MPa)至转化阀，当教练的刹车阀手柄没有拉起时，转换阀输出学员的刹车压力至刹车腔，控制机轮刹车；当教练的刹车阀手柄拉起到一定位置时(约为1MPa)，转换阀切断学员的刹车压力，输出教练的刹车压力至刹车腔。该方法致使简单实现了超控刹车，但存在以下缺点：

1.反应慢、精度低；

2.不具有执行部件的BIT故障检测功能，安全性低，维修性差；

3.操纵性差；

4.不能左、右通道隔离操作，控制水平低。

经检索“中国期刊全文数据库”论文数据库有《一种防滑部件检测仪》、《中国教练机出彩》等文章中出现教练机刹车等概念。

发明内容

为提高现有教练机刹车系统超控刹车控制水平，解决其反应慢、精度低等不足等问题，本发明提出了一种教练型飞机的超控刹车控制方法。

本发明包括以下步骤：

步骤一，判断电传防滑刹车系统的故障状态

步骤二，确定响应对象

所述的响应对象指来自前舱的刹车指令或者是后舱的刹车指令，具体是：

设置防滑刹车控制系统的超控电压V_K。所述超控电压V_K是指后舱解除前舱操作的最小刹车电压。超控电压V_K为0.6V AC。

输入前舱左刹车指令信号V_FL，右刹车指令信号V_FR：

当后舱左刹车指令信号V_BL大于V_K，并且无论后舱右刹车指令信号V_BR是否大于V_K时，响应对象均为后舱。

当后舱右刹车指令信号V_BR大于V_K，并且无论后舱左刹车指令信号V_BL是否大于V_K时，响应对象均为后舱。

当后舱右刹车指令信号V_BR小于V_K，并且后舱左刹车指令信号V_BL小于V_K时，响应对象均为前舱。

步骤三，确定防滑刹车系统的输出电流

通过刹车电流和防滑电流确定输出电流，具体是：

根据刹车指令传感器设定刹车指令信号响应输出电压为(0～3.8)V AC，将所述刹车指令信号响应输出电压转换为左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC。所述左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC均为(0～7.5)mA。

根据左机轮状态计算出该左机轮的防滑电流I_LF；根据右机轮状态计算出该右机轮的防滑电流I_RF；所述左机轮的防滑电流I_LF与右机轮的防滑电流I_RF均为－(0～7.5)mA。

将得到的刹车电流和防滑电流相加，得到左输出电流I_L和右输出电流I_R。具体是：

I_L＝I_LC+I_LF (1)

I_L MIN＝b mA,I_L MAX＝c mA；

上述b为左输出电流I_L的最小输出电流，c为左输出电流I_L的最大输出电流；所述的b与c均为常量，且|I_LF|≤I_LC，|I_RF|≤I_RC。

I_R＝I_RC+I_RF (2)

I_R MIN＝d mA,I_R MAX＝e mA

上述d为右输出电流I_R的最小输出电流，e为右输出电流I_R的最大输出电流；所述的d与e均为常量，且|I_LF|≤I_LC，|I_RF|≤I_RC。

按照常规电传防滑刹车系统的控制方法，通过防滑刹车系统的输出电流确定控制防滑刹车系统的刹车压力。

步骤四，确定防滑刹车系统中液压锁的状态

通过来自刹车指令传感器的刹车指令信号值确定防滑刹车系统液压锁的状态。

设置液压锁开锁时刹车指令信号的门限值f为0.21。

液压锁开锁的逻辑响应如下：

如果V_FL＞f V AC，V_FR＜f V AC，开液压锁

如果V_FR＞f V AC，V_FL＜f V AC，开液压锁

如果V_FL＞f V AC，V_FR＞f V AC，开液压锁

如果V_FL＜f V AC，V_FR＜f V AC，关液压锁

如果V_BL＞V_K，V_BR＜V_K，开液压锁

如果V_BR＞V_K，V_BL＜V_K，开液压锁

如果V_BL＞V_K，V_BR＞V_K，开液压锁

如果V_BL＜V_K，V_BR＜V_K，关液压锁

上述f为常量，V_FL、V_FR与V_BR、V_BR开、关液压锁为或关系。

步骤五，确定防滑刹车系统输出压力

根据左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC对应输出防滑刹车系统的左刹车压力P_L和右刹车压力P_R,；所述左刹车电流I_LC为(0～7.5)mA，右刹车电流I_RC为(0～7.5)mA；所述左刹车压力P_L和右刹车压力P_R均为(0～8)MPa。

开液压锁时，防滑刹车系统根据左输出电流I_L大小输出左刹车压力P_L；根据右输出电流I_R大小输出右刹车压力P_R。

关液压锁时，防滑刹车系统不输出P_L和P_R。

本发明的防滑刹车系统采用常规的电传防滑刹车系统。涉及的执行部件有刹车指令传感器、防滑刹车控制盒、电液压力伺服阀及液压锁等。其特征在于将教练机系统控制水平完全由模拟机械液压控制平台提高至电传超控控制平台。

本发明的超控刹车控制效果与常规教练机对比见表1。

表1 本发明的超控刹车控制与常规教练机效果对比表

总之，本发明的超控刹车控制方法，能够快速、准确的完成教练机的刹车系统教练任务，国、内外防滑刹车系统中没用采用该技术的报道和案例。

具体实施方式

本实施例是一种教练型飞机的超控刹车控制方法，该教练机的防滑刹车系统采用常规的电传防滑刹车系统。

所述的超控刹车是一种机防滑刹车控制方法，具体是对同一个防滑刹车系统，通过不同的刹车指令传感器，实现通过某个空间的刹车操作控制另一空间的刹车操作的过程。

本实施例包括以下步骤：

步骤一，判断电传防滑刹车系统的故障状态

所述判断电传防滑刹车系统的故障状态是采用常规方法，由防滑刹车控制盒发出BIT故障检测信号，电传防滑刹车系统的超控刹车部件响应故障检测信号并产生反馈信号，防滑刹车控制盒接收反馈信号，判断系统的故障状态。当电传防滑刹车系统无故障时，进行下一个步骤；当电传防滑刹车系统有故障时，停止对该机的超控刹车控制。

步骤二，确定响应对象

设置防滑刹车控制系统的超控电压V_K。所述超控电压V_K是指后舱解除前舱操作的最小刹车电压，本实施例中，V_K为0.6V AC。

输入前舱左刹车指令信号V_FL，右刹车指令信号V_FR：

本实施例中：

输入前舱左刹车指令信号V_FL＝3V AC，右刹车指令信号V_FR＝3V AC，进行以下工作：

输入后舱左刹车指令信号V_BL＝0.7V AC和右V_BR＝0.5V AC，响应输出U_BL＝0.7V AC，U_BR＝0.5V AC。响应对象为后舱。

输入后舱左刹车指令信号V_BL＝0.5V AC和右刹车指令信号V_BR＝0.7V AC，响应输出U_BL＝0.5V AC，U_BR＝0.7V AC。响应对象为后舱。

输入后舱左V_BL＝0.7V AC和右刹车指令信号V_BR＝0.7V AC，响应输出U_BL＝0.7V AC，U_BR＝0.7V AC。响应对象为后舱。

输入后舱左刹车指令信号V_BL＝0.5V AC和右刹车指令信号V_BL＝0.5V AC，响应输出U_FL＝0.5V AC，U_FR＝0.5V AC。响应对象为前舱。

测定V_K的公差≤0.1V AC,响应对象正常。

所述的前舱是指学员所处的驾驶舱，后舱是指教练所处的驾驶舱。

步骤三，确定防滑刹车系统的输出电流

通过刹车电流和防滑电流确定输出电流，具体是：

根据刹车指令传感器设定刹车指令信号响应输出电压为(0～4.5)V AC，将所述刹车指令信号响应输出电压转换为左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC。所述左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC均为(0～7.5)mA。

I_L＝I_LC+I_LF (1)

I_L MIN＝b mA,I_L MAX＝c mA；

I_R＝I_RC+I_RF (2)

I_R MIN＝d mA,I_R MAX＝e mA

本实施例中：

I_L MIN＝0mA,I_L MAX＝7.5mA，

I_R MIN＝0mA,I_R MAX＝7.5mA。

步骤四，确定防滑刹车系统中液压锁的状态

设置液压锁开锁时刹车指令信号的门限值f为0.21。

液压锁开锁的逻辑响应如下：

如果V_FL＞f V AC，V_FR＜f V AC，开液压锁

如果V_FR＞f V AC，V_FL＜f V AC，开液压锁

如果V_FL＞f V AC，V_FR＞f V AC，开液压锁

如果V_FL＜f V AC，V_FR＜f V AC，关液压锁

如果V_BL＞V_K，V_BR＜V_K，开液压锁

如果V_BR＞V_K，V_BL＜V_K，开液压锁

如果V_BL＞V_K，V_BR＞V_K，开液压锁

如果V_BL＜V_K，V_BR＜V_K，关液压锁

上述f为常量，V_FL、V_FR与V_BR、V_BR开、关液压锁为或关系。

本实施例中：

输入V_FL＝0.30V AC，V_FR＝0.20V AC，开液压锁

输入V_FR＝0.20V AC，V_FL＝0.30V AC，开液压锁

输入V_FL＝0.30V AC，V_FR＝0.30V AC，开液压锁

输入V_FL＝0.20V AC，V_FR＝0.20V AC，关液压锁

输入V_BL＝0.7V AC，V_BR＝0.5V AC，开液压锁

输入V_BR＝0.5V AC，V_BL＝0.7V AC，开液压锁

输入V_BL＝0.7V AC，V_BR＝0.7V AC，开液压锁

输入V_BL＝0.5V AC，V_BR＝0.5V AC，关液压锁。

前舱和后舱开液压锁的逻辑输出关系正常。

所述的逻辑输出关系是：

当前舱满足液压锁开锁条件时，无论后舱是否满足液压锁开锁条件，防滑刹车系统开液压锁；

当后舱满足液压锁开锁条件时，无论前舱是否满足液压锁开锁条件，防滑刹车系统开液压锁。

步骤五，确定防滑刹车系统输出压力

根据左刹车电流I_LC为(0～7.5)mA和右刹车电流I_RC为(0～7.5)mA，对应输出防滑刹车系统左刹车压力P_L和右刹车压力P_R,所述左刹车压力P_L和右刹车压力P_R均为(0～8)MPa。

关液压锁时，防滑刹车系统不输出P_L和P_R。

本实施例中：

输入V_FL＝3.8V AC，V_FR＝3.8V AC，V_FL＝0.5V AC，V_FR＝0.5V AC，开液压锁，设置左机轮速度和右机轮速度均无变化，左机轮的防滑电流I_LF与右机轮的防滑电流I_RF均为0mA，对应输出左输出电流I_L＝7.5mA，对应输出右输出电流I_R＝7.5mA。防滑刹车系统输出左刹车压力为8MPa，右刹车压力为8MPa。

输入V_FL＝3.8V AC，V_FR＝3.8V AC，V_FL＝0.6V AC，V_FR＝0.6V AC，开液压锁，设置左机轮速度和右机轮速度均无变化，左机轮的防滑电流I_LF与右机轮的防滑电流I_RF均为0mA，对应输出左输出电流I_L＝0.9mA，对应输出右输出电流I_R＝0.9mA。防滑刹车系统输出左刹车压力为1MPa，右刹车压力为1MPa。

输入V_FL＝0.19V AC，V_FR＝0.19V AC，V_FL＝0.19V AC，V_FR＝0.19V AC，关液压锁，设置左机轮速度和右机轮速度均无变化，左机轮的防滑电流I_LF与右机轮的防滑电流I_RF均为0mA，对应输出左输出电流I_L＝0.4mA，对应输出右输出电流I_R＝0.4mA。防滑刹车系统输出左刹车压力为0MPa，右刹车压力为0MPa。

本实施例中，通过对各参数变化，测定本发明的效果，结果与预期一致,达到了教练型飞机的超控刹车控制目标。实施例还对超控刹车控制响应快速性进行测试，其超控刹车控制周期为20ms，超控压力上升时间为0.4s。

Claims

1.一种教练型飞机的超控刹车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，判断电传防滑刹车系统的故障状态

步骤二，确定响应对象

所述的响应对象指来自前舱的刹车指令还是后舱的刹车指令，具体是：

设置防滑刹车控制系统的超控电压V_K；所述超控电压V_K是指后舱解除前舱操作的最小刹车电压；超控电压V_K为0.6VAC；

输入前舱左刹车指令信号V_FL，右刹车指令信号V_FR：

当后舱左刹车指令信号V_BL大于V_K，并且无论后舱右刹车指令信号V_BR是否大于V_K时，响应对象均为后舱；

当后舱右刹车指令信号V_BR大于V_K，并且无论后舱左刹车指令信号V_BL是否大于V_K时，响应对象均为后舱；

当后舱右刹车指令信号V_BR小于V_K，并且后舱左刹车指令信号V_BL小于V_K时，响应对象均为前舱；

步骤三，确定防滑刹车系统的输出电流

通过刹车电流和防滑电流确定输出电流，具体是：

根据刹车指令传感器设定刹车指令信号响应输出电压为(0～3.8)VAC，将所述刹车指令信号响应输出电压转换为左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC；所述左刹车电流I_LC和右刹车电流I_RC均为(0～7.5)mA；

根据左机轮状态计算出该左机轮的防滑电流I_LF；根据右机轮状态计算出该右机轮的防滑电流I_RF；所述左机轮的防滑电流I_LF与右机轮的防滑电流I_RF均为－(0～7.5)mA；

将得到的刹车电流和防滑电流相加，得到左输出电流I_L和右输出电流I_R；具体是：

I_L＝I_LC+I_LF (1)

I_L MIN＝b mA,I_L MAX＝c mA；

上述b为左输出电流I_L的最小输出电流，c为左输出电流I_L的最大输出电流；所述的b与c均为常量，且|I_LF|≤I_LC，|I_RF|≤I_RC；

I_R＝I_RC+I_RF (2)

I_R MIN＝d mA,I_R MAX＝e mA

上述d为右输出电流I_R的最小输出电流，e为右输出电流I_R的最大输出电流；所述的d与e均为常量，且|I_LF|≤I_LC，|I_RF|≤I_RC；

按照常规电传防滑刹车系统的控制方法，通过防滑刹车系统的输出电流确定控制防滑刹车系统的刹车压力；

步骤四，确定防滑刹车系统中液压锁的状态

通过来自刹车指令传感器的刹车指令信号值确定防滑刹车系统液压锁的状态；

设置液压锁开锁时刹车指令信号的门限值f为0.21，该门限值f的单位为VAC；

液压锁开锁的逻辑响应如下：

以V_FL与V_FR是否大于f作为前舱开液压锁的条件；以V_BL与V_BR是否大于V_K作为后舱开液压锁的条件；前舱或后舱中任意一个满足开液压锁条件，防滑刹车系统即开液压锁；当前舱与后舱同时满足关液压锁条件时，防滑刹车系统关液压锁；

步骤五，确定防滑刹车系统输出压力

根据左刹车电流I_LC为(0～7.5)mA和右刹车电流I_RC为(0～7.5)mA，对应输出防滑刹车系统左刹车压力P_L和右刹车压力P_R,所述左刹车压力P_L和右刹车压力P_R均为为(0～8)MPa；

开液压锁时，防滑刹车系统根据左输出电流I_L大小输出左刹车压力P_L；根据右输出电流I_R大小输出右刹车压力P_R；

关液压锁时，防滑刹车系统不输出P_L和P_R。