CN104229126B - 一种高可靠起落架控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高可靠起落架控制系统，包括控制驱动单元和EMAC驱动电路，其中控制驱动单元包括电源变换配电模块、1553B总线接口模块、CPU处理单元、转向电机驱动电路、电磁阀驱动电路和模拟量信号处理电路；所述CPU处理单元包括收放控制模块、前轮转弯控制模块和防滑刹车驱动控制模块，本发明起落架控制系统采用驱动和控制一体化设计，CPU处理单元实现了起落架及舱门的收放、前轮转弯及主机轮的机电作动器防滑刹车的联合控制，该系统重量轻，功耗低，可靠性和环境适应性好，可广泛应用于新型航天器着陆回收系统及传统飞机起落架系统。

Description

一种高可靠起落架控制系统

技术领域

本发明涉及一种高可靠起落架控制系统，适用于新型航天器着陆回收系统应用领域。

背景技术

起落架系统是飞机上具有相对独立功能的子系统，其作用是承受飞机的静态重量、动态冲击载荷以及吸收飞机着陆时的动能，实现飞机的起飞、着陆、滑行、转弯的制动和控制。其性能的好坏直接影响到飞机的快速反应、安全返航和升空以及持续作战能力，进而影响飞机的整体性能。

常规起落架设计中从未考虑过空间环境的影响，都是针对大气层以内的飞机设计的，无法适应高真空、大温差、高能离子辐射、原子氧腐蚀和微重力等空间环境。

传统的起落架控制系统为分布式控制系统，起落架收放、转弯及主轮刹车控制系统分别由不同的控制设备实现驱动控制，控制系统重量和功耗较大。以往机轮防滑刹车、前轮转弯操纵控制、起落架收放控制独立设置，在防滑刹车过程中没有考虑机轮胎压、刹车装置温度及刹车盘性能的影响，使得在不同的跑道状态下刹车效率波动较大，对跑道和刹车材料的适应能力不强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高可靠起落架控制系统，该控制系统重量轻，驱动和控制一体化设计，功耗低，可靠性和环境适应性好，可广泛应用于新型航天器着陆回收系统及传统飞机起落架系统。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种高可靠起落架控制系统，包括控制驱动单元和EMAC驱动电路，其中控制驱动单元包括电源变换配电模块、1553B总线接口模块、CPU处理单元、转向电机驱动电路、电磁阀驱动电路和模拟量信号处理电路；所述CPU处理单元包括收放控制模块、前轮转弯控制模块和防滑刹车驱动控制模块，各模块的功能如下：

电源变换配电模块：将外部电源总线上的一次母线电源变换为控制系统各模块需要的二次电源，并为控制系统各模块配电；

1553B总线接口模块：将从外部通信总线接收的指令与数据转换为CPU处理单元需要的格式，并发送给CPU处理单元，同时将从CPU处理单元接收的系统状态信息发送给外部通信总线；

转向电机驱动电路：接收CPU处理单元输出的控制信号进行功率放大后，输出电机驱动的三相桥驱动信号，并将所述三相桥驱动信号进行隔离变换后输出给外部转向电机；

电磁阀驱动电路：包括开阀驱动电路与关阀驱动电路，接收CPU处理单元输出的TTL电平信号，控制外部电磁阀的打开与关闭；其中开阀驱动电路包括电阻R1～R6，功率管T1～T2，二极管V1，所述电阻R2、R3并联后与电阻R1的一端和功率管T1的基极连接，电阻R1的另一端与功率管T1的发射极连接，功率管T1的集电极与功率管T2的发射极串联连接，电阻R5、R6并联后与电阻R4的一端和功率管T2的基极连接，电阻R4的另一端与功率管T2的发射极连接，功率管T2的集电极与二极管V1的正端连接，二极管V1的负端与外部电磁阀连接；其中关阀驱动电路包括电阻R1’～R6’，功率管T1’～T2’，二极管V1’，所述电阻R2’、R3’并联后与电阻R1’的一端和功率管T1’的基极连接，电阻R1’的另一端与功率管T1’的发射极连接，功率管T1’的集电极与功率管T2’的集电极并联连接，电阻R5’、R6’并联后与电阻R4’的一端和功率管T2’的基极连接，电阻R4’的另一端与功率管T2’的发射极连接，功率管T2’的集电极与二极管V1’的正端连接，二极管V1’的负端与外部电磁阀连接，电阻R1’的一端与电阻R4’的一端连接；

模拟量信号处理电路：将外部输入的模拟量反馈信号转换为数字信号后输出给CPU控制单元；

收放控制模块：通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对电磁阀进行控制；

前轮转弯控制模块:通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对前轮转弯电机进行驱动控制；

防滑刹车驱动控制模块：接收1553B通信总线输出的刹车指令、外部的速度传感器与压力传感器的反馈信息分别计算得到左轮和右轮的刹车力矩值，根据左轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的左轮刹车电机位置信息，得到左轮电机驱动控制信号，并将所述左轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；根据右轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的右轮刹车电机位置信息，得到右轮电机驱动控制信号，并将所述右轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；

EMAC驱动电路：接收防滑刹车驱动控制模块输出的左轮电机驱动控制信号与右轮电机驱动控制信号，实现外部左机轮机电作动器和右机轮机电作动器的驱动控制。

在上述高可靠起落架控制系统中，防滑刹车驱动控制模块包括防滑刹车控制率计算模块、左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块，其中：

防滑刹车控制率计算模块：接收1553B通信总线输出的刹车指令、外部的速度传感器与压力传感器的反馈信息计算得到左轮和右轮的刹车力矩值，并将左轮刹车力矩值和右轮刹车力矩值分别输出给左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块；

左机轮驱动控制模块：接收防滑刹车控制率计算模块输出的左轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的左轮刹车电机位置信息，得到左轮电机驱动控制信号，并将所述左轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；

右机轮驱动控制模块：接收防滑刹车控制率计算模块输出的右轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的右轮刹车电机位置信息，得到右轮电机驱动控制信号，并将所述右轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路。

在上述高可靠起落架控制系统中，防滑刹车控制率计算模块通过如下公式计算左轮和右轮的刹车力矩值τ_M：

${\mathrm{\τ}}_M={\mathrm{\τ}}_{\mathrm{FC}}+\frac{1+\mathrm{\ξ}}{2}(K_P{e}_P+K_D{\stackrel{\·}{e}}_P)+\frac{1-\mathrm{\ξ}}{2}(K_{\mathrm{\τP}}{e}_{\mathrm{\τ}}+K_{\mathrm{\τD}}{\stackrel{\·}{e}}_{\mathrm{\τ}})$

其中：τ_FC为前馈补偿量；ξ为防滑控制系数；K_P，K_D分别为位置控制的位置和速度反馈的比例和微分增益系数；e_P，分别为位置误差和位置误差的变化率；K_τP，K_τD分别为刹车压力控制反馈的比例和微分增益系数，e_τ，分别为刹车压力和期望力的误差及误差变化率。

在上述高可靠起落架控制系统中，左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块均通过如下公式计算得到电机驱动控制信号PWM：

$\mathrm{PWM}=K_1{\mathrm{\τ}}_M+K_2({\stackrel{\·}{X}}_t-{\stackrel{\·}{X}}_p)+K_3(X_t-X_p)+K_4$

其中：K₁为刹车计算力矩系数、K₂为电机速度反馈比例增益系数、K₃为电机位置反馈比例增益系数、K₄为补偿量、分别为刹车电机期望速度和当前速度、X_t、X_p分别为刹车电机期望位置和当前位置。

在上述高可靠起落架控制系统中，转向电机驱动电路包括电机驱动模块与继电器，其中电机驱动模块接收CPU处理单元输出的控制信号进行功率放大后，输出电机驱动的三相桥驱动信号给继电器，继电器将所述三相桥驱动信号进行隔离变换后输出给外部转向电机。

在上述高可靠起落架控制系统中，电磁阀驱动电路的开阀驱动电路还包括保护电路，所述保护电路由两个二极管V2、V3串联后由二极管V2的负端与二极管V1的负端连接后形成。

在上述高可靠起落架控制系统中，电磁阀驱动电路的关阀驱动电路还包括保护电路，所述保护电路由两个二极管V2’、V3’串联后由二极管V2’的负端与二极管V1’的负端连接后形成。

在上述高可靠起落架控制系统中，控制系统还包括备份控制驱动单元和系统监控模块，系统监控模块分别与控制驱动单元和备份控制驱动单元连接，用于监控控制驱动单元和备份控制驱动单元的状态，备份控制驱动单元包括的模块及各模块的功能与控制驱动单元相同，即备份控制驱动单元包括备电源变换配电模块、备1553B总线接口模块、备CPU处理单元、备转向电机驱动电路、备电磁阀驱动电路和备模拟量信号处理电路；所述备CPU处理单元包括备收放控制模块、备前轮转弯控制模块和备防滑刹车驱动控制模块。

在上述高可靠起落架控制系统中，电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有控制电源保护电路，所述控制电源保护电路包括电阻R11、熔断器F11和熔断器F12，其中电阻R11与熔断器F11串联后与熔断器F12并联。

在上述高可靠起落架控制系统中，备电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有备控制电源保护电路，所述备控制电源保护电路包括电阻R12、熔断器F13、熔断器F14，其中电阻R12与熔断器F13串联后与熔断器F14并联。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明起落架控制系统采用驱动和控制一体化设计，CPU处理单元实现了起落架及舱门的收放、前轮转弯及主机轮的机电作动器防滑刹车的联合控制，该系统重量轻，，功耗低，可靠性和环境适应性好，可广泛应用于新型航天器着陆回收系统及传统飞机起落架系统；

(2)、本发明高可靠起落架控制系统为起落架系统的重要组成部分，实现起落架及其舱门收放、主轮刹车及前轮转弯与航天器航向纠偏等驱动控制功能，在航天器发射入轨前实现起落架系统的状态检测，实时周期自检确保起落架系统状态正常；航天器入轨后及在轨工作期间，随航天器其他航电系统执行定期巡检，反馈系统状态信息；再入返回过程中，实现起落架放下，着陆后，根据指令完成起落架主轮刹车和前轮纠偏操作，实现航天器安全着陆，是实现航天器重复使用的基本保障；

(3)、本发明起落架控制系统通过采用电磁阀驱动电路，实现了电磁阀的可靠打开与关闭；

(4)、本发明起落架控制系统采用双冗余设计，通过系统监控模块实时进行主备控制驱动单元的输出信号切换，相比传统的冷备份电路响应速度更高。

附图说明

图1为本发明起落架控制系统组成框图；

图2为本发明起落架控制系统中CPU控制单元原理图；

图3为本发明起落架控制系统中控制电源保护电路原理图；

图4为本发明起落架控制系统中电机驱动电路原理图；

图5为本发明起落架控制系统中电磁阀驱动电路原理图，其中图5a为开阀驱动电路原理图；图5b为关阀驱动电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为本发明起落架控制系统组成框图，本发明中控制系统为双冗余设计，包括主份控制驱动单元、备份控制驱动单元、系统监控模块和EMAC驱动电路。

其中主份控制驱动单元包括主电源变换配电模块、1553B总线接口模块、主CPU处理单元、主转向电机驱动电路、主电磁阀驱动电路和主模拟量信号处理电路，其中主CPU处理单元包括收放控制模块、前轮转弯控制模块和防滑刹车驱动控制模块，各模块的功能如下：

主电源变换配电模块将外部电源总线上的一次母线电源变换为控制系统各模块需要的二次电源，并为控制系统各模块配电。

1553B总线接口模块将从外部通信总线接收的指令与数据转换为CPU处理单元需要的格式，并发送给CPU处理单元，同时将从CPU处理单元接收的系统状态信息发送给外部通信总线。

如图4所示为本发明起落架控制系统中电机驱动电路原理图，主转向电机驱动电路包括电机驱动模块与继电器，其中电机驱动模块接收CPU处理单元输出的控制信号进行功率放大后，输出电机驱动的三相桥驱动信号给继电器，继电器将所述三相桥驱动信号进行隔离变换后输出给外部转向电机。

如图5所示为本发明起落架控制系统中电磁阀驱动电路原理图，其中图5a为开阀驱动电路原理图；图5b为关阀驱动电路原理图。主电磁阀驱动电路接收CPU处理单元输出的TTL电平信号，控制外部电磁阀的打开与关闭。

主电磁阀驱动电路具体包括开阀驱动电路与关阀驱动电路，如图5a所示，开阀驱动电路包括电阻R1～R6，功率管T1～T2，二极管V1，电阻R2、R3并联后与电阻R1的一端和功率管T1的基极连接，电阻R1的另一端与功率管T1的发射极连接，功率管T1的集电极与功率管T2的发射极串联连接，电阻R5、R6并联后与电阻R4的一端和功率管T2的基极连接，电阻R4的另一端与功率管T2的发射极连接，功率管T2的集电极与二极管V1的正端连接，二极管V1的负端与外部电磁阀连接。

此外开阀驱动电路还包括保护电路，保护电路由两个二极管V2、V3串联后由二极管V2的负端与二极管V1的负端连接后形成。

如图5b所示，关阀驱动电路包括电阻R1’～R6’，功率管T1’～T2’，二极管V1’，所述电阻R2’、R3’并联后与电阻R1’的一端和功率管T1’的基极连接，电阻R1’的另一端与功率管T1’的发射极连接，功率管T1’的集电极与功率管T2’的集电极并联连接，电阻R5’、R6’并联后与电阻R4’的一端和功率管T2’的基极连接，电阻R4’的另一端与功率管T2’的发射极连接，功率管T2’的集电极与二极管V1’的正端连接，二极管V1’的负端与外部电磁阀连接，电阻R1’的一端与电阻R4’的一端连接。

此外关阀驱动电路还包括保护电路，所述保护电路由两个二极管V2’、V3’串联后由二极管V2’的负端与二极管V1’的负端连接后形成。

如图5所示，二极管用于释放电磁阀驱动电流断开时的瞬时电动势。电路中使用的电阻均为分立电阻，选用2W功率电阻。为保证电磁阀控制电路的可靠工作，单份电路每个开阀或者关阀均对应一套控制电路，主备电路进行对等备份。电磁阀所用驱动电压为+28V功率母线，因此控制电路与功率电路间通过加固型光耦进行隔离。

主模拟量信号处理电路：将外部输入的模拟量反馈信号转换为数字信号后输出给CPU控制单元。

如图2所示为本发明起落架控制系统中CPU控制单元原理图，主CPU处理单元包括收放控制模块、前轮转弯控制模块和防滑刹车驱动控制模块。其中收放控制模块通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对电磁阀进行控制；前轮转弯控制模块通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对前轮转弯电机进行驱动控制。

防滑刹车驱动控制模块包括防滑刹车控制率计算模块、左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块，其中：

防滑刹车控制率计算模块接收1553B通信总线输出的刹车指令、外部的速度传感器与压力传感器的反馈信息计算得到左轮和右轮的刹车力矩值，并将左轮刹车力矩值和右轮刹车力矩值分别输出给左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块。左轮和右轮的刹车力矩值τ_M计算公式如下：

${\mathrm{\τ}}_M={\mathrm{\τ}}_{\mathrm{FC}}+\frac{1+\mathrm{\ξ}}{2}(K_P{e}_P+K_D{\stackrel{\·}{e}}_P)+\frac{1-\mathrm{\ξ}}{2}(K_{\mathrm{\τP}}{e}_{\mathrm{\τ}}+K_{\mathrm{\τD}}{\stackrel{\·}{e}}_{\mathrm{\τ}})---\left(1\right)$

其中：τ_FC为前馈补偿量；ξ为防滑控制系数；K_P，K_D分别为位置控制的位置和速度反馈的比例和微分增益系数；e_P，分别为位置误差和位置误差的变化率；K_τP，K_τD分别为刹车压力控制反馈的比例和微分增益系数，e_τ，分别为刹车压力和期望力的误差及误差变化率。

公式(1)同时适用于左轮刹车力矩值的计算和右轮刹车力矩值的计算，公式中的各个参数在计算左轮刹车力矩值时为左轮参数，计算右轮刹车力矩值时为右轮参数。

左机轮驱动控制模块接收防滑刹车控制率计算模块输出的左轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的左轮刹车电机位置信息，得到左轮电机驱动控制信号，并将左轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路。

右机轮驱动控制模块接收防滑刹车控制率计算模块输出的右轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的右轮刹车电机位置信息，得到右轮电机驱动控制信号，并将右轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路。

左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块均通过如下公式计算得到电机驱动控制信号PWM：

$\mathrm{PWM}=K_1{\mathrm{\τ}}_M+K_2({\stackrel{\·}{X}}_t-{\stackrel{\·}{X}}_p)+K_3(X_t-X_p)+K_4---\left(2\right)$

其中：K₁为刹车计算力矩系数、K₂为电机速度反馈比例增益系数、K₃为电机位置反馈比例增益系数、K₄为补偿量、分别为刹车电机期望速度和当前速度、X_t、X_p分别为刹车电机期望位置和当前位置(数字霍尔传感器反馈信息)。

公式(2)同时适用于左轮电机驱动控制信号PWM的计算和右轮电机驱动控制信号PWM的计算，公式中的各个参数在计算左轮电机驱动控制信号PWM值时为左轮参数，计算右轮电机驱动控制信号PWM值时为右轮参数。

如图2所示，上级配电管理为起落架控制系统提供控制+28V、功率+28V、功率+160V母线供电电源；起落架控制系统系统需通过接收上级GNC系统控制指令，完成起落架舱门打开、起落架放下，主轮刹车子系统完成对主轮的刹车控制，前轮转弯子系统完成前轮转向控制；测控通信子系统接收起落架控制系统反馈的遥测和遥控信息。系统功能要求包括：通过2个1553B通讯总线接口与GNC系统和测控通信系统进行通信，接收GNC各项控制指令；接收GNC控制指令控制电磁阀实现起落架(含舱门)正常放下(不包含火工品驱动功能)；接收GNC控制指令驱动左右EMAC刹车模块(直流无刷电机)，同时采集刹车系统传感器信息(速度传感器、霍尔传感器、压力传感器)参与刹车控制，实现机轮刹车功能，并具有刹车防滑功能和差动刹车功能；航天器着陆后接收GNC控制指令，驱动转弯舵机(交流永磁电机)，采集转弯系统传感器信息(旋转变压器、角位移传感器、线位移传感器)参与转弯控制，实现前起落架转弯功能；实时向GNC和测控系统反馈自身各项遥测信息。

EMAC驱动电路接收防滑刹车驱动控制模块输出的左轮电机驱动控制信号与右轮电机驱动控制信号，实现外部左机轮机电作动器和右机轮机电作动器的驱动控制。

如图1所示，备份控制驱动单元包括备电源变换配电模块、备1553B总线接口模块、备CPU处理单元、备转向电机驱动电路、备电磁阀驱动电路和备模拟量信号处理电路；备CPU处理单元包括备收放控制模块、备前轮转弯控制模块和备防滑刹车驱动控制模块。本发明中备份控制驱动单元包括的模块及各模块的功能与主份控制驱动单元完全相同，各模块的功能在此不一一赘述。

如图1所示，系统监控模块分别与主份控制驱动单元和备份控制驱动单元连接，用于监控控制驱动单元和备份控制驱动单元的状态。

如图3所示为本发明起落架控制系统中控制电源保护电路原理图，本发明主份控制驱动单元的主份电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有主控制电源保护电路，主控制电源保护电路包括电阻R11、熔断器F11和熔断器F12，其中电阻R11与熔断器F11串联后与熔断器F12并联。

备份控制驱动单元的备电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有备控制电源保护电路，备控制电源保护电路包括电阻R12、熔断器F13、熔断器F14，其中电阻R12与熔断器F13串联后与熔断器F14并联。

本发明考虑到控制器外围接口及故障切换要求，控制器采用控制反馈采集电路热备份，主备电路互为冗余备份，主备控制电路同时工作但只有一个控制电路的控制信号接入驱动电路(默认状态为主)，两个控制电路CPU间通过握手信号完成互相通信及监控，当其中一份出现故障时，控制器完成自主切换操作，并通过总线通知上级GNC控制子系统。

起落架系统中外部转向电机无备份，对驱动电路进行备份设计，通过大电流继电器进行绕组隔离，两驱动电路同时工作但只有一个接入电机绕组，当一份电路(控制或驱动)出现故障时通过继电器切换电路将绕组接入备份电路，保证电机持续正常工作。

刹车系统分为左EMAC和右EMAC，二者功能相互独立；每个EMAC由A、B两个机电动作器进行驱动，两个机电动作器同时工作且互为功能备份，当其中一个发生故障时可通过增加另一个的驱动力完成EMAC功能，因此EMAC电机驱动电路不进行备份设计。

控制器需要对起落架放下机构中外部的三个电磁阀进行控制，电磁阀无备份设计，为了保证控制驱动可靠采用电磁阀驱动电路备份设计。单份电路采用驱动器件串联设计防止短路失效；主备电路为并联拓扑设计，防止开路失效模式，保证电磁阀有效开关。

控制器电源接口包括三部分，一部分来自电源供配电分系统提供控制(28±3)V母线电源，经过二次变换作为控制器自身控制逻辑采集供电；电磁阀与转向电机供电来自电源供配电分系统提供功率(28±3)V母线电源；EMAC机电动作电机(4台直流机)供电来自电源供配电分系统提供功率(160±15)V母线电源。

为了保证控制采集电路稳定可靠，不受高压大电流的驱动电路的干扰，采取控制供电和驱动供电隔离的驱动方式。驱动电路所需的逻辑电源采用功率(28±3)V母线电源进行变换得到。起落架控制系统控制器在一次母线输入口处采用了熔断器对输入电源进行保护，电路选用双熔断器，其中一个支路串联一限流电阻。起落架控制系统驱动电源配电变换模块将功率28V控制母线电压变为驱动电路需要的+15V二次逻辑电源，并对一次母线输入电源进行保护和遥测采集。电源负载包括：+15V驱动逻辑供电，其最大功耗是25W(5个驱动模块)。电源保护电路图如图3所示。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种高可靠起落架控制系统，包括控制驱动单元和EMAC驱动电路，其特征在于：控制驱动单元包括电源变换配电模块、1553B总线接口模块、CPU处理单元、转向电机驱动电路、电磁阀驱动电路和模拟量信号处理电路；所述CPU处理单元包括收放控制模块、前轮转弯控制模块和防滑刹车驱动控制模块，各模块的功能如下：

电源变换配电模块：将外部电源总线上的一次母线电源变换为控制系统各模块需要的二次电源，并为控制系统各模块配电；

1553B总线接口模块：将从外部通信总线接收的指令与数据转换为CPU处理单元需要的格式，并发送给CPU处理单元，同时将从CPU处理单元接收的系统状态信息发送给外部通信总线；

转向电机驱动电路：接收CPU处理单元输出的控制信号进行功率放大后，输出电机驱动的三相桥驱动信号，并将所述三相桥驱动信号进行隔离变换后输出给外部转向电机；

电磁阀驱动电路：包括开阀驱动电路与关阀驱动电路，接收CPU处理单元输出的TTL电平信号，控制外部电磁阀的打开与关闭；其中开阀驱动电路包括电阻R1～R6，功率管T1～T2，二极管V1，所述电阻R2、R3并联后与电阻R1的一端和功率管T1的基极连接，电阻R1的另一端与功率管T1的发射极连接，功率管T1的集电极与功率管T2的发射极串联连接，电阻R5、R6并联后与电阻R4的一端和功率管T2的基极连接，电阻R4的另一端与功率管T2的发射极连接，功率管T2的集电极与二极管V1的正端连接，二极管V1的负端与外部电磁阀连接；其中关阀驱动电路包括电阻R1’～R6’，功率管T1’～T2’，二极管V1’，所述电阻R2’、R3’并联后与电阻R1’的一端和功率管T1’的基极连接，电阻R1’的另一端与功率管T1’的发射极连接，功率管T1’的集电极与功率管T2’的集电极并联连接，电阻R5’、R6’并联后与电阻R4’的一端和功率管T2’的基极连接，电阻R4’的另一端与功率管T2’的发射极连接，功率管T2’的集电极与二极管V1’的正端连接，二极管V1’的负端与外部电磁阀连接，电阻R1’的一端与电阻R4’的一端连接；

模拟量信号处理电路：将外部输入的模拟量反馈信号转换为数字信号后输出给CPU控制单元；

收放控制模块：通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对电磁阀进行控制；

前轮转弯控制模块:通过1553B通信总线接口电路接收外部通信总线的指令信息，并按照指令信息发出控制信号对前轮转弯电机进行驱动控制；

防滑刹车驱动控制模块：接收1553B通信总线输出的刹车指令、外部的速度传感器与压力传感器的反馈信息分别计算得到左轮和右轮的刹车力矩值，根据左轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的左轮刹车电机位置信息，得到左轮电机驱动控制信号，并将所述左轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；根据右轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的右轮刹车电机位置信息，得到右轮电机驱动控制信号，并将所述右轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；

EMAC驱动电路：接收防滑刹车驱动控制模块输出的左轮电机驱动控制信号与右轮电机驱动控制信号，实现外部左机轮机电作动器和右机轮机电作动器的驱动控制。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述防滑刹车驱动控制模块包括防滑刹车控制率计算模块、左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块，其中：

防滑刹车控制率计算模块：接收1553B通信总线输出的刹车指令、外部的速度传感器与压力传感器的反馈信息计算得到左轮和右轮的刹车力矩值，并将左轮刹车力矩值和右轮刹车力矩值分别输出给左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块；

左机轮驱动控制模块：接收防滑刹车控制率计算模块输出的左轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的左轮刹车电机位置信息，得到左轮电机驱动控制信号，并将所述左轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路；

右机轮驱动控制模块：接收防滑刹车控制率计算模块输出的右轮刹车力矩值和外部数字霍尔传感器反馈的右轮刹车电机位置信息，得到右轮电机驱动控制信号，并将所述右轮电机驱动控制信号输出给EMAC驱动电路。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述防滑刹车控制率计算模块通过如下公式计算左轮和右轮的刹车力矩值τ_M：

${\mathrm{\τ}}_M={\mathrm{\τ}}_{FC}+\frac{1+\mathrm{\ξ}}{2}(K_P{e}_P+K_D{\stackrel{\·}{e}}_P)+\frac{1-\mathrm{\ξ}}{2}(K_{\mathrm{\τ}P}{e}_{\mathrm{\τ}}+K_{\mathrm{\τ}D}{\stackrel{\·}{e}}_{\mathrm{\τ}})$

其中：τ_FC为前馈补偿量；ξ为防滑控制系数；K_P，K_D分别为位置控制的位置和速度反馈的比例和微分增益系数；e_P，分别为位置误差和位置误差的变化率；K_τP，K_τD分别为刹车压力控制反馈的比例和微分增益系数，e_τ，分别为刹车压力和期望力的误差及误差变化率。

4.根据权利要求2所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述左机轮驱动控制模块和右机轮驱动控制模块均通过如下公式计算得到电机驱动控制信号PWM：

$PWM=K_1{\mathrm{\τ}}_M+K_2({\stackrel{\·}{X}}_t-{\stackrel{\·}{X}}_p)+K_3(X_t-X_p)+K_4$

其中：K₁为刹车计算力矩系数、K₂为电机速度反馈比例增益系数、K₃为电机位置反馈比例增益系数、K₄为补偿量、分别为刹车电机期望速度和当前速度、X_t、X_p分别为刹车电机期望位置和当前位置。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述转向电机驱动电路包括电机驱动模块与继电器，其中电机驱动模块接收CPU处理单元输出的控制信号进行功率放大后，输出电机驱动的三相桥驱动信号给继电器，继电器将所述三相桥驱动信号进行隔离变换后输出给外部转向电机。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述电磁阀驱动电路的开阀驱动电路还包括保护电路，所述保护电路由两个二极管V2、V3串联后由二极管V2的负端与二极管V1的负端连接后形成。

7.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述电磁阀驱动电路的关阀驱动电路还包括保护电路，所述保护电路由两个二极管V2’、V3’串联后由二极管V2’的负端与二极管V1’的负端连接后形成。

8.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：控制系统还包括备份控制驱动单元和系统监控模块，系统监控模块分别与控制驱动单元和备份控制驱动单元连接，用于监控控制驱动单元和备份控制驱动单元的状态，备份控制驱动单元包括的模块及各模块的功能与控制驱动单元相同，即备份控制驱动单元包括备电源变换配电模块、备1553B总线接口模块、备CPU处理单元、备转向电机驱动电路、备电磁阀驱动电路和备模拟量信号处理电路；所述备CPU处理单元包括备收放控制模块、备前轮转弯控制模块和备防滑刹车驱动控制模块。

9.根据权利要求1所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有控制电源保护电路，所述控制电源保护电路包括电阻R11、熔断器F11和熔断器F12，其中电阻R11与熔断器F11串联后与熔断器F12并联。

10.根据权利要求8所述的一种高可靠起落架控制系统，其特征在于：所述备电源变换配电模块与外部电源总线之间连接有备控制电源保护电路，所述备控制电源保护电路包括电阻R12、熔断器F13、熔断器F14，其中电阻R12与熔断器F13串联后与熔断器F14并联。