CN104401305A - 一种飞机刹车控制方法 - Google Patents

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    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17551—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve determining control parameters related to vehicle stability used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
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    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/42—Arrangement or adaptation of brakes
    • B64C25/44—Actuating mechanisms
    • B64C25/46—Brake regulators for preventing skidding or aircraft somersaulting

Abstract

一种飞机刹车控制方法，基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制，依据飞机速度和刹车压力进行正增益调节，不断增加减速率，当减速率增加到设定值后，减速率不再增加，进入饱和工作状态，该控制过程适用于机轮与地面结合系数较高的状态，可最大限度平稳使用刹车力矩，缩短刹车距离。本发明可消除由于不同刹车材料带来的不同速度下力矩向上波动现象，从而增加刹车舒适性，避免轮胎异常磨损。机轮与地面结合系数较小时，基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法依据防滑程度大小进行减压调节，避免二次深度打滑，提高刹车力矩效率。

Description

一种飞机刹车控制方法
技术领域
本发明涉及飞机刹车控制技术领域，具体是一种飞机刹车控制方法。
背景技术
飞机在着陆过程中，防滑刹车系统至关重要，防滑刹车系统的控制方法决定刹车过程的可靠性、舒适性及刹车效率。优良的控制方法可以提高飞机着陆可靠性、舒适性及刹车效率。优良的控制方法还可以降低对跑道长度的要求以及适应刹车材料特性。
避免深打滑(爆胎)现象出现，必须根据地面结合力矩设计飞机轮的刹车力矩，使地面结合系数充分利用，即每次刹车-松刹-刹车循环过程中，地面结合系数趋近于最大值。
目前飞机刹车系统大多采用额定刹车压力控制或恒减速率控制，额定刹车压力控制时刹车力与操纵力成正比，自适应能力差，效率差，目前也出现了基于自适应控制律的刹车系统，但由于控制方法仍然过于固定，基于特定刹车材料而设计，其可靠性、舒适性及刹车效率并没有得到显著提高，也不适用于多模态飞机使用，通用性不高。
按照恒减速率控制进行防滑控制。采用的防滑控制律如下:
机轮速度差ΔVW＝VW1-VW0    (1)
机轮减速率av＝ΔVW/T    (2)
设定减速率av0，
若实际减速率av＜av0，VF＝(1+k)VB    (5)
若实际减速率av＝av0,VF＝VB    (6)
若实际减速率av＞av0，VF＝(1-k)VB    (7)
k为调节系数，根据该方法实现了恒力矩刹车，但依然存在当炭刹车盘湿态时或机轮轮胎与地面结合系数大时，定压力控制方法不能满足刹车系统要求的不足。
现有刹车控制方法存在以下缺点：
1.刹车距离长，不能实时动态控制刹车效率；
2.控制方法单一，对刹车材料、环境变化适应能力差；
3.着陆过程舒适度不高，安全性低。
4.通用性不高，不适用于多模态飞机，如水陆两栖飞机。
经检索“国期刊全文数据库”论文数据库有《跑道辨识算法在飞机防滑刹车中的应用研究》、《飞机防滑刹车系统的建模与仿真研究》、《飞机防滑刹车系统模糊PID控制器的设计》等文章中出现于防滑控制方法的模糊控制概念。
发明内容
为克服现有技术中存在的刹车距离长，刹车控制方法适应性差的不足，本发明提出了一种飞机刹车控制方法。
本发明的具体过程是：
步骤一，确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的最低工作门限：
防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的最低工作门限。当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节不响应工作，防滑刹车系统工作按飞行员指令1∶1工作；当刹车指令信号量值大于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节响应工作。
所述基于动态减速率限制和基于防滑调节是防滑刹车系统的一种刹车控制工作模式，防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小，确定是否启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式。所述的工作门限U0是指启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式的最小电压，当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，防滑刹车系统按常规的刹车控制方法工作。当最大刹车指令信号为4.5VAC～5.0VAC时，工作门限U0通常设定为0.5VAC～2.5VAC。
步骤二，确定动态减速率系数k1：
防滑刹车系统根据飞机速度，通过公式(8)确定动态减速率系数k1。所述飞机速度通过机轮速度信号，采用常规方法得到；飞机速度初始值为参考速度的90％，当机轮速度增加时，飞机速度依然按照参考速度的约90％确定，当机轮速度减小时，飞机速度按照设定的时间线性减小。
k1＝m1Vc 1/2    (8)
其中m1为动态减速率系数k1的计算系数，m1取值范围为0.05～0.35。Vc为飞机速度。
步骤三，确定动态最大限制减速率：
防滑刹车系统根据得到的动态减速率系数k1，通过公式(9)确定动态最大限制减速率amax0。
amax0＝m2k1Umax0    (9)
其中m2为动态最大限制减速率的计算系数，m2取值范围为0.1～0.8。Umax0为刹车指令信号最大值。
步骤四，确定动态刹车控制电流IK：
防滑刹车系统判断刹车指令信号大小，通过公式(10)和公式(11)确定动态刹车控制电流IK。
IK＝m31tk1U    当a＜amax0时    (10)
IK＝m32amax0/a  当a≥amax0时    (11)
其中m31是当a＜amax0时，刹车控制电流IK的计算系数，m32是当a≥amax0时，刹车控制电流IK的计算系数。所述m31等于1～3，m32等于2～5。a为瞬时减速率。t为动态刹车控制电流IK的计算系数，当瞬时减速率a不变时，或a增加时并且当a＜amax0时，按表3取t的值，其中瞬时减速率a减小时，计时周期置“1”，t置“1”。
表3VC为200km/h时动态刹车控制电流IK
表3中，瞬时减速率a的单位为“m/s2”。动态刹车控制电流IK的计算系数t的数值与计时周期为固定关系，刹车控制电流IK的单位为“mA”。
在刹车过程中，刹车控制电流IK会自动增加，使防滑刹车系统达到最大限制减速率amax0，然后刹车控制电流IK会自动调节，并使实际减速率a在最大限制减速率amax0附近调节。
步骤五，防滑调节：
防滑刹车系统对机轮速度VW与飞机速度Vc进行对比，通过公式(12)和公式(13)得到防滑电流If。所述防滑调节是指对刹车电流的调节。
If＝0            当VW与m5的和≥Vc时    (12)
If＝m4(VW+m5-Vc)  当VW与m5的和＜Vc时    (13)
其中m5为常数，m5取值范围为10～40，m4防滑电流的计算系数，m4取值范围为0.01～0.10。
步骤六，确定防滑调节系数：
防滑刹车系统基于当前周期防滑电流If0的前一个周期防滑电流If-1,通过公式(14)和公式(15)得到控制周期防滑调节系数k2。所述周期是指防滑刹车系统的控制周期，控制周期为10ms～40ms。
k2＝1        当If-1＝0时且上一周期k2＝1    (14)
k2＝-m6t1/If-1  当If-1＜0时    (15)
其中m6为防滑调节系数k2的计算系数，m6的取值范围为0.5～2.5，t1是根据If-1得到的延时系数，在不同周期为相应常数量。
步骤七，综合输出：
Iz＝k2IK+If    (16)
防滑刹车系统根据所得的动态刹车控制电流IK、防滑调节系数k2和防滑电流If，通过公式(16)计算出综合输出Iz。所述“综合输出”是指防滑刹车系统中防滑刹车控制盒控制压力伺服阀的刹车电流。
为了最大限度利用系统能力，有效缩短刹车距离，以及增强系统对刹车材料、环境变化适应能力和增强全着陆过程舒适度，提高通用性，本发明提出了基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法。基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法的核心在于根据不同阶段减速率大小确定在该时刻刹车压力的加权。加权包含加权正增益调节和加权负增益调节。所谓加权是指在原有数据基础上对其按照一定的算法进行进一步运算处理。
基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法根据飞机速度首先确定该阶段的最大减速率，飞机速度越高，最大减速率越大；飞机速度越低，最大减速率越小，高于最大减速率的刹车操纵力不再作为有效量输出，以适应各种刹车材料的动态不一致特性，提高系统可靠性。加权正增益调节用于对刹车操纵力调节，速度越高，正增益调节越大；速度越低，正增益调节越小，以提高舒适性及刹车效率。加权负增益基于防滑调节对刹车操纵力进行调节，尽量避免刹车过程出现深打滑，提高系统安全性，舒适性和刹车效率。
本发明是基于防滑刹车系统的控制方法。所述的防滑刹车系统包括电传防滑刹车系统和全电防滑刹车系统。
本发明的具体过程是：
步骤一，确定基于动态减速率限制和基于防滑调节工作的工作门限
防滑刹车系统判断刹车指令信号大小，确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的工作门限。当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节不响应工作，防滑刹车系统工作按飞行员指令1∶1工作；当刹车指令信号量值大于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节响应工作。
基于动态减速率限制和基于防滑调节是防滑刹车系统的一种刹车控制工作模式，防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小，确定是否启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式。所述的工作门限U0是指启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式的最小电压，当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，防滑刹车系统按常规的刹车控制方法工作。
当最大刹车指令信号为4.5VAC～5.0VAC时，工作门限U0通常设定为0.5VAC～2.5VAC。
步骤二，确定动态减速率系数
防滑刹车系统根据飞机速度大小，通过公式(8)确定动态减速率系数k1。所述飞机速度由机轮速度信号计算得到，计算方法为常规的防滑刹车系统计算方法，飞机速度初始值约为参考速度的约90％，当机轮速度增加时，飞机速度依然按照参考速度的约90％计算得出，当机轮速度减小时，飞机速度按照设定的时间线性减小。
k1＝m1Vc 1/2    (8)
其中m1为动态减速率系数k1的计算系数，m1取值范围为0.05～0.35。Vc为飞机速度。
步骤三，确定动态最大限制减速率
防滑刹车系统根据得到的动态减速率系数k1，通过公式(9)确定动态最大限制减速率amax0。
amax0＝m2k1Umax0    (9)
其中m2为动态最大限制减速率的计算系数，m2取值范围为0.1～0.8。Umax0为刹车指令信号最大值。
步骤四，确定动态刹车控制电流IK
防滑刹车系统判断刹车指令信号大小，通过公式(10)和公式(11)确定动态刹车控制电流IK。
IK＝m31tk1U      当a＜amax0时    (10)
IK＝m32amax0/a    当a≥amax0时    (11)
其中m31为当a＜amax0时，刹车控制电流IK的计算系数，m32为当a≥amax0时，刹车控制电流IK的计算系数，m31取值范围为1～3，m32取值范围为2～5。a为瞬时减速率，t为瞬时减速率a不变或增加累积计时周期的计算系数，瞬时减速率a减小，计时周期置“1”。
步骤五，防滑调节
防滑刹车系统对机轮速度VW与飞机速度Vc进行对比，通过公式(12)和公式(13)计算出防滑电流If。所述防滑调节是指对刹车电流的调节。
If＝0       当VW与m5的和≥Vc时    (12)
If＝m4(VW+m5-Vc)    当VW与m5的和＜Vc时    (13)
其中m5为常数，m5取值范围为10～40，m4防滑电流的计算系数，m4取值范围为0.01～0.10。
步骤六，确定防滑调节系数
防滑刹车系统基于控制周期防滑电流If0的前一个周期防滑电流If-1,通过公式(14)和公式(15)计算出控制周期防滑调节系数k2。所述周期是指防滑刹车系统的控制周期，控制周期通常为10ms～40ms。
k2＝1    当If-1＝0时且上一周期k2＝1    (14)
k2＝-m6t1/If-1  当If-1＜0时    (15)
其中m6为防滑调节系数k2的计算系数，m6取值范围为0.5～2.5，t1是根据If-1计算出的延时系数，在不同周期为相应常数量。
步骤七，综合输出
Iz＝k2IK+If    (16)
防滑刹车系统根据所得的动态刹车控制电流IK、防滑调节系数k2和防滑电流If，通过公式(16)计算出综合输出Iz。所述“综合输出”是指防滑刹车系统中防滑刹车控制盒控制压力伺服阀的刹车电流。
本发明双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法与常规无人飞机控制方法对比见表1。
表1本发明控制方法与常规控制方法对比表
基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法，依据飞机速度和刹车压力进行正增益调节，不断增加减速率，当减速率增加到设定值后，减速率不再增加，进入饱和工作状态，该控制过程适用于机轮与地面结合系数较高的状态，可最大限度平稳使用刹车力矩，缩短刹车距离。另外，该控制过程可消除由于不同刹车材料带来的不同速度下力矩向上波动现象，如碳碳刹车盘的的高速阶段力矩过大现象，碳陶刹车盘的低速力矩过大问题，从而增加刹车舒适性，避免轮胎异常磨损。机轮与地面结合系数较小时，基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法依据防滑程度大小进行减压调节，避免二次深度打滑，提高刹车力矩效率。总之，基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法能够最大限度利用系统能力，有效缩短刹车距离；能够增强系统对刹车材料、环境变化适应能力，增强全着陆过程舒适度，提高通用性。国、内外防滑刹车系统中没用采用该技术的报道和案例。
本发明基于动态减速率限制和基于防滑调节实现对刹车过程控制，该方法的应用是为了提高飞机刹车过程的可靠性、舒适性及刹车效率，该方法具有通用性。
具体实施方式
本实施例是一种基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法，所适用的防滑刹车系统采用常规的电传防滑刹车系统或常规的全电防滑刹车系统。本实施例中，所述的防滑刹车系统采用常规的电传防滑刹车系统。
本实施例的具体过程是：
步骤一，确定动态减速率限制和基于防滑调节工作最低工作门限：
防滑刹车系统判断刹车指令信号的大小，确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的最低工作门限。当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节不响应工作，防滑刹车系统工作按飞行员指令1∶1工作；当刹车指令信号量值大于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节响应工作。
基于动态减速率限制和基于防滑调节是防滑刹车系统的一种刹车控制工作模式，防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小，确定是否启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式。所述的工作门限U0是指启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式的最小电压，当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，防滑刹车系统按常规的刹车控制方法工作。
当最大刹车指令信号为4.5VAC～5.0VAC时，工作门限U0通常设定为0.5VAC～2.5VAC。
本实施例中设置动态减速率限制和基于防滑调节工作门限U0为1.8VAC。输入刹车指令信号量值为0～1.8VAC时，防滑刹车系统工作按飞行员指令1∶1正比例工作，与常规的防滑刹车系统相同。
本实施例中下述的各步骤基于输入刹车指令信号量值大于1.8VAC实施，此时基于动态减速率限制和基于防滑调节响应工作。
步骤二，确定动态减速率系数k1：
防滑刹车系统根据飞机速度大小，通过公式(8)确定动态减速率系数k1。所述飞机速度由机轮速度信号计算得到，计算方法为常规的防滑刹车系统计算方法，飞机速度初始值约为参考速度的约90％，当机轮速度增加时，飞机速度依然按照参考速度的约90％计算得出，当机轮速度减小时，飞机速度按照设定的时间线性减小。
k1＝m1Vc 1/2    (8)
其中m1为动态减速率系数k1的计算系数，m1取值范围为0.05～0.35。Vc为飞机速度。
本实施例中将公式(8)中m1取值0.1。按公式(8)计算，部分抽样计算结果见表1。
表1飞机速度VC与动态减速率系数k1计算结果表
序号 1 2 3 4 5 6 7
VC 300 250 200 150 100 50 30
k1 1.732 1.581 1.414 1.225 1.000 0.707 0.547
表1中，飞机速度VC的单位为“km/h”，通常飞机速度VC由300km/h减速至0。
步骤二得到的结果表明，在飞机速度较高时，刹车减速率较大，可缩短刹车距离，当速度减小时，减速率较小，充分适应人体感受能力。
步骤三，确定动态最大限制减速率：
防滑刹车系统根据得到的动态减速率系数k1，通过公式(9)确定动态最大限制减速率amax0。
amax0＝m2k1Umax0    (9)
其中m2为动态最大限制减速率的计算系数，m2取值范围为0.1～0.8。Umax0为刹车指令信号最大值。
本实施例中，m2＝0.5。刹车指令信号最大值Umax0＝4.8VAC。抽样获取的动态最大限制减速率见表2。
表2动态减速率系数k1与动态最大限制减速率amax0计算结果表
序号 1 2 3 4 5 6 7
k1 1.732 1.581 1.414 1.225 1.000 0.707 0.547
amax0 4.157 3.795 3.393 2.940 2.400 1.697 1.313
表2中，动态最大限制减速率amax0单位为“m/s2”。
步骤三得到的结果表明，基于动态减速率限制和基于防滑调节的飞机刹车控制方法可以限制由于材料特性引起的部分速度阶段力矩过大现象，如炭陶刹车材料在低速阶段刹车力矩过大，引起减速率过大。
步骤四，确定动态刹车控制电流IK：
防滑刹车系统判断刹车指令信号大小，通过公式(10)和公式(11)确定动态刹车控制电流IK。
IK＝m31tk1U    当a＜amax0时    (10)
IK＝m32amax0/a    当a≥amax0时    (11)
其中m31是当a＜amax0时，刹车控制电流IK的计算系数，m32是当a≥amax0时，刹车控制电流IK的计算系数。所述m31等于1～3，m32等于2～5。a为瞬时减速率。t为动态刹车控制电流IK的计算系数，当瞬时减速率a不变时，或a增加时并且当a＜amax0时，按表3取t的值，其中瞬时减速率a减小时，计时周期置“1”，t置“1”。
本实施例中，飞机速度VC按取值200km/h进行计算。飞机速度VC取值为其它量值时与飞机速度VC取值200km/h时计算控制电流IK方法相似，其它量值指除200km/h外的0～300km/h。1个计时周期的时间长度＝20ms。刹车指令信号U＝2.0VAC。根据公式(9)得到amax0为3.393m/s2，m31取值2.0，m32取值3.8。降低机轮速度VW使瞬时减速率a分别为：2m/s2、3.393m/s2和4m/s2，通过公式(10)和公式(11)得到的动态刹车控制电流IK见表3：
表3VC为200km/h时动态刹车控制电流IK
表3中，瞬时减速率a的单位为“m/s2”。动态刹车控制电流IK的计算系数t的数值与计时周期为固定关系，刹车控制电流IK的单位为“mA”。
表3中的数据表明，在刹车过程中，刹车控制电流IK会自动增加，使防滑刹车系统达到最大限制减速率amax0，然后刹车控制电流IK会自动调节，并使实际减速率a在最大限制减速率amax0附近调节。
步骤五，防滑调节：
防滑刹车系统对机轮速度VW与飞机速度Vc进行对比，通过公式(12)和公式(13)得到防滑电流If。所述防滑调节是指对刹车电流的调节。
If＝0    当VW与m5的和≥Vc时    (12)
If＝m4(VW+m5-Vc)    当VW与m5的和＜Vc时    (13)
其中m5为常数，m5取值范围为10～40，m4防滑电流的计算系数，m4取值范围为0.01～0.10。
本实施例中将公式(13)中m5＝20，m4＝0.05，分别进行以下测量：
当机轮速度VW＝200km/h时，飞机速度VC为180km/h。20ms内降低机轮速度VW至180km/h，If＝0；
当机轮速度VW＝200km/h时，飞机速度VC为180km/h。20ms内降低机轮速度VW至160km/h，If＝0；
当机轮速度VW＝200km/h时，飞机速度VC为180km/h。20ms内降低机轮速度VW至150km/h，If＝-0.5mA。负值表明防滑电流与刹车控制电流方向相反，其作用是减小刹车控制电流。
步骤六，确定防滑调节系数：
防滑刹车系统基于当前周期防滑电流If0的前一个周期防滑电流If-1,通过公式(14)和公式(15)得到控制周期防滑调节系数k2。所述周期是指防滑刹车系统的控制周期，控制周期为10ms～40ms。
k2＝1    当If-1＝0时且上一周期k2＝1    (14)
k2＝-m6t1/If-1    当If-1＜0时    (15)
其中m6为防滑调节系数k2的计算系数，m6的取值范围为0.5～2.5，t1是根据If-1得到的延时系数，在不同周期为相应常数量。
本实施例中，公式(15)中m6＝1,设定If-1为0和－5mA分别进行。结果见表4。
表4k2与上周期防滑电流If-1运行关系
k2 t1 计时周期 If-1
1 不参与运算 任意 0
0.5 2.5 1 －5
0.5 2.5 2 0
0.5 2.5 3 0
0.5 2.5 4 0
0.5 2.5 5 0
0.6 3.0 6 0
0.7 3.5 7 0
0.8 4.0 8 0
0.9 4.5 9 0
1 5.0 10 0
1 不参与运算 任意 0
表4中If-1的单位为mA。
表4中的数据表明，在刹车过程中，当有防滑出现时，防滑刹车系统具有自动减小减速率的功能，能识别飞机机轮与跑道结合系统较小的情况，防止频繁防滑，造成刹车效率下降。
步骤七，综合输出：
Iz＝k2IK+If    (16)
防滑刹车系统根据所得的动态刹车控制电流IK、防滑调节系数k2和防滑电流If，通过公式(16)计算出综合输出Iz。所述“综合输出”是指防滑刹车系统中防滑刹车控制盒控制压力伺服阀的刹车电流。
本实施例中飞机速度VC取值200km/h，If-1取值－5mA进行。当前周期防滑电流If0与上周期防滑电流If-1计算按常规计算方法，If0＝0.4If-1。结果见表5。
表5Iz在VC为200km/h时，If-1为－5mA的综合输出
Iz k2 IK If
0.828 0.5 5.656 －2.0
2.755 0.5 7.109 －0.8
3.761 0.5 8.122 －0.3
4.472 0.5 8.943 －0.1
4.808 0.5 9.615 0
6.128 0.6 10.214 0
7.522 0.7 10.746 0
8.597 0.8 10.746 0
9.671 0.9 10.746 0
10.746 1.0 10.746 0
表5中Iz、IK和If的单位均为mA。
本实施例中，通过对各参数取值测量，测定本发明的效果，结果与预期一致,达到了基于动态减速率限制和基于防滑调节进行飞机刹车的目标。
基于动态减速率限制和基于防滑调节的防滑刹车系统具有以下功能：
在飞机速度较高时，刹车减速率较大，可缩短刹车距离，当速度减小时，减速率较小，充分适应人体感受能力。刹车效率高，舒适性高。
能够限制由于材料特性引起的部分速度阶段力矩过大现象，如炭陶刹车材料在低速阶段刹车力矩过大，引起减速率过大。通用性强。
在刹车过程中，刹车控制电流会自动增加，使防滑刹车系统达到最大限制减速率，然后刹车控制电流会自动调节，并使实际减速率在最大限制减速率附近调节。刹车系统具有正增益调节能力。在刹车过程中，当有防滑出现时，防滑刹车系统具有自动减小减速率的功能，能识别飞机机轮与跑道结合系统较小的情况，防止频繁防滑，造成刹车效率下降。刹车系统具有负增益调节能力。适应性强。

Claims (2)

1.一种飞机刹车控制方法，其特征在于，具体过程是：
步骤一，确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的最低工作门限：
防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小确定基于动态减速率限制和基于防滑调节的最低工作门限；当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节不响应工作，防滑刹车系统工作按飞行员指令1∶1工作；当刹车指令信号量值大于工作门限U0时，基于动态减速率限制和基于防滑调节响应工作；
步骤二，确定动态减速率系数k1：
防滑刹车系统根据飞机速度，通过公式(8)确定动态减速率系数k1；所述飞机速度通过机轮速度信号，采用常规方法得到；飞机速度初始值为参考速度的90％，当机轮速度增加时，飞机速度依然按照参考速度的约90％确定，当机轮速度减小时，飞机速度按照设定的时间线性减小；
k1＝m1Vc 1/2   (8)
其中m1为动态减速率系数k1的计算系数，m1取值范围为0.05～0.35；Vc为飞机速度；
步骤三，确定动态最大限制减速率：
防滑刹车系统根据得到的动态减速率系数k1，通过公式(9)确定动态最大限制减速率amax0；
amax0＝m2k1Umax0   (9)
其中m2为动态最大限制减速率的计算系数，m2取值范围为0.1～0.8；Umax0为刹车指令信号最大值；
步骤四，确定动态刹车控制电流IK：
防滑刹车系统判断刹车指令信号大小，通过公式(10)和公式(11)确定动态刹车控制电流IK；
IK＝m31tk1U   当a＜amax0时   (10)
IK＝m32amax0/a   当a≥amax0时   (11)
其中m31是当a＜amax0时，刹车控制电流IK的计算系数，m32是当a≥amax0时，刹车控制电流IK的计算系数；所述m31等于1～3，m32等于2～5；a为瞬时减速率；t为动态刹车控制电流IK的计算系数，当瞬时减速率a不变时，或a增加时并且当a＜amax0时，按表3取t的值，其中瞬时减速率a减小时，计时周期置“1”，t置“1”；
表3 VC为200km/h时动态刹车控制电流IK
表3中，瞬时减速率a的单位为“m/s2”；动态刹车控制电流IK的计算系数t的数值与计时周期为固定关系，刹车控制电流IK的单位为“mA”；
在刹车过程中，刹车控制电流IK会自动增加，使防滑刹车系统达到最大限制减速率amax0，然后刹车控制电流IK会自动调节，并使实际减速率a在最大限制减速率amax0附近调节；
步骤五，防滑调节：
防滑刹车系统对机轮速度VW与飞机速度Vc进行对比，通过公式(12)和公式(13)得到防滑电流If；所述防滑调节是指对刹车电流的调节；
If＝0   当VW与m5的和≥Vc时   (12)
If＝m4(VW+m5-Vc)   当VW与m5的和＜Vc时   (13)
其中m5为常数，m5取值范围为10～40，m4防滑电流的计算系数，m4取值范围为0.01～0.10；
步骤六，确定防滑调节系数：
防滑刹车系统基于当前周期防滑电流If0的前一个周期防滑电流If-1,通过公式(14)和公式(15)得到控制周期防滑调节系数k2；所述周期是指防滑刹车系统的控制周期，控制周期为10ms～40ms；
k2＝1   当If-1＝0时且上一周期k2＝1   (14)
k2＝-m6t1/If-1   当If-1＜0时   (15)
其中m6为防滑调节系数k2的计算系数，m6的取值范围为0.5～2.5，t1是根据If-1得到的延时系数，在不同周期为相应常数量；
步骤七，综合输出：
Iz＝k2IK+If   (16)
防滑刹车系统根据所得的动态刹车控制电流IK、防滑调节系数k2和防滑电流If，通过公式(16)计算出综合输出Iz；所述“综合输出”是指防滑刹车系统中防滑刹车控制盒控制压力伺服阀的刹车电流。
2.如权利要求1所述一种飞机刹车控制方法，其特征在于，基于动态减速率限制和基于防滑调节是防滑刹车系统的一种刹车控制工作模式，防滑刹车系统通过判断刹车指令信号的大小，确定是否启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式；所述的工作门限U0是指启动基于动态减速率限制和基于防滑调节的刹车控制工作模式的最小电压，当刹车指令信号小于或等于工作门限U0时，防滑刹车系统按常规的刹车控制方法工作；当最大刹车指令信号为4.5VAC～5.0VAC时，工作门限U0通常设定为0.5VAC～2.5VAC。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105083542A (zh) * 2015-07-20 2015-11-25 西安航空制动科技有限公司 一种采用差动刹车控制飞机最小半径极限转弯的方法
CN105117524A (zh) * 2015-07-30 2015-12-02 西安航空制动科技有限公司 一种采用差动刹车控制飞机转弯过程的动态仿真方法
CN105253128A (zh) * 2015-09-29 2016-01-20 西安航空制动科技有限公司 一种飞机机轮自动防滑器的制动方法
CN105346708A (zh) * 2015-11-10 2016-02-24 西安航空制动科技有限公司 一种轮胎与地面最佳刹车滑移点的确定方法
CN105644543A (zh) * 2016-02-04 2016-06-08 西安航空制动科技有限公司 一种刹车系统刹车压力校正方法
CN106628129A (zh) * 2016-10-18 2017-05-10 西安航空制动科技有限公司 飞机防滑刹车系统全压力调节刹车控制方法
CN110282119A (zh) * 2019-06-18 2019-09-27 西安航空制动科技有限公司 一种基于踏板减速率控制的飞机刹车控制方法
CN112623199A (zh) * 2020-12-09 2021-04-09 北京北摩高科摩擦材料股份有限公司 一种飞机自适应防滑刹车控制方法
CN114650937A (zh) * 2019-11-07 2022-06-21 赛峰起落架系统公司 包括制动命令的动态校正的飞行器制动方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180156A (zh) * 2011-04-18 2011-09-14 中南大学 一种飞机防滑刹车控制系统
CN102556340A (zh) * 2012-03-03 2012-07-11 西安航空制动科技有限公司 飞机防滑刹车控制系统及控制方法
CN102991488A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 西安航空制动科技有限公司 具有自适应能力的刹车系统恒力矩控制方法
CN103158868A (zh) * 2013-03-06 2013-06-19 西安航空制动科技有限公司 一种混合式飞机刹车系统及其控制方法
JP2013154684A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Toyota Motor Corp 車両制御装置
WO2013189982A1 (de) * 2012-06-22 2013-12-27 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zum betreiben einer radschlupfregelungsvorrichtung mit kompensierten radgeschwindigkeiten
CN203612202U (zh) * 2013-12-05 2014-05-28 张可意 一种飞机智能防滑刹车控制盒

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180156A (zh) * 2011-04-18 2011-09-14 中南大学 一种飞机防滑刹车控制系统
JP2013154684A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Toyota Motor Corp 車両制御装置
CN102556340A (zh) * 2012-03-03 2012-07-11 西安航空制动科技有限公司 飞机防滑刹车控制系统及控制方法
WO2013189982A1 (de) * 2012-06-22 2013-12-27 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zum betreiben einer radschlupfregelungsvorrichtung mit kompensierten radgeschwindigkeiten
CN102991488A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 西安航空制动科技有限公司 具有自适应能力的刹车系统恒力矩控制方法
CN103158868A (zh) * 2013-03-06 2013-06-19 西安航空制动科技有限公司 一种混合式飞机刹车系统及其控制方法
CN203612202U (zh) * 2013-12-05 2014-05-28 张可意 一种飞机智能防滑刹车控制盒

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105083542B (zh) * 2015-07-20 2017-04-12 西安航空制动科技有限公司 一种采用差动刹车控制飞机最小半径极限转弯的方法
CN105083542A (zh) * 2015-07-20 2015-11-25 西安航空制动科技有限公司 一种采用差动刹车控制飞机最小半径极限转弯的方法
CN105117524A (zh) * 2015-07-30 2015-12-02 西安航空制动科技有限公司 一种采用差动刹车控制飞机转弯过程的动态仿真方法
CN105117524B (zh) * 2015-07-30 2018-07-03 西安航空制动科技有限公司 采用差动刹车控制飞机转弯过程的动态仿真方法
CN105253128A (zh) * 2015-09-29 2016-01-20 西安航空制动科技有限公司 一种飞机机轮自动防滑器的制动方法
CN105346708A (zh) * 2015-11-10 2016-02-24 西安航空制动科技有限公司 一种轮胎与地面最佳刹车滑移点的确定方法
CN105346708B (zh) * 2015-11-10 2017-05-10 西安航空制动科技有限公司 一种轮胎与地面最佳刹车滑移点的确定方法
CN105644543B (zh) * 2016-02-04 2018-06-01 西安航空制动科技有限公司 一种刹车系统刹车压力校正方法
CN105644543A (zh) * 2016-02-04 2016-06-08 西安航空制动科技有限公司 一种刹车系统刹车压力校正方法
CN106628129A (zh) * 2016-10-18 2017-05-10 西安航空制动科技有限公司 飞机防滑刹车系统全压力调节刹车控制方法
CN110282119A (zh) * 2019-06-18 2019-09-27 西安航空制动科技有限公司 一种基于踏板减速率控制的飞机刹车控制方法
CN114650937A (zh) * 2019-11-07 2022-06-21 赛峰起落架系统公司 包括制动命令的动态校正的飞行器制动方法
CN112623199A (zh) * 2020-12-09 2021-04-09 北京北摩高科摩擦材料股份有限公司 一种飞机自适应防滑刹车控制方法

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