本發(fā)明涉及飛機剎車控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種正常剎車壓力在油源壓力全范圍控制剎車的控制方法。
背景技術(shù)：
：目前，正常額定剎車壓力基本都控制在油源壓力的0.5倍以下，為降額剎車控制方法。這種降額剎車控制方法目前被廣泛使用。但是，由于剎車材料在大能量下或濕態(tài)情況下，在相同剎車壓力情況下，飛機機輪產(chǎn)生的剎車力矩會有明顯衰減，造成飛機減速慢的現(xiàn)象，有時還會沖出跑道，造成事故。因此降額剎車控制方法存在剎車效率低的問題。根據(jù)機輪剎車原理，剎車系統(tǒng)提供剎車壓力，推動機輪活塞作用于剎車盤，通過摩擦產(chǎn)生剎車力矩來實現(xiàn)機輪制動，即剎車能力正比于剎車力矩，而剎車力矩正增益于剎車壓力，具有非線性特性，因此通過提高剎車壓力可以達到提高剎車能力的目的。常規(guī)的飛機防滑剎車系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)控制方法按線性方式控制，剎車指令電壓越小，剎車壓力越小，剎車指令電壓越大，剎車壓力越大。在剎車指令電壓所有范圍內(nèi)按單一的正比例函數(shù)調(diào)節(jié)控制?？偵纤觯诔Ｒ?guī)的降額剎車控制方法中，剎車壓力隨剎車指令電壓按線性方法控制，操縱性能不優(yōu)。在常規(guī)的降額剎車控制方法中，剎車系統(tǒng)未達到最佳控制能力，剎車效率低，在飛機大能量且剎車盤濕態(tài)情況下，存在沖出跑道，發(fā)生事故的可能。常規(guī)的降額剎車控制方法，存在以下缺點：1.剎車效率低。2.控制方式單一，僅進行單區(qū)間線性控制。所述“單區(qū)間”是指對剎車指令電壓的響應(yīng)不分高位控制和低位控制，全剎車指令電壓范圍僅按一個區(qū)間控制。3.可靠性低，安全性差。在中國航空工業(yè)集團公司標準《飛機剎車控制系統(tǒng)通用要求》Q/AVIC30166-2015中提到剎車壓力概念,指出剎車壓力可為(0～8)MPa或(0～10)MPa或(0～12)MPa。技術(shù)實現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的剎車效率低、控制方式單一，以及可靠性低，安全性差的不足，本發(fā)明提出了一種飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法。本發(fā)明的具體過程是：步驟一，確定剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓U之間的函數(shù)關(guān)系；通過公式(1)確定剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓U之間的函數(shù)關(guān)系。Pmi＝aU2+bU(1)其中a為剎車指令電壓一次系數(shù)，b為剎車指令電壓二次系數(shù)；a的取值范圍為1～3，b的取值范圍為1～3。確認剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓U之間的函數(shù)關(guān)系時，輸入剎車指令電壓U，測量該剎車指令電壓U下剎車液壓腔入口的剎車壓力，得到該剎車液壓腔入口的剎車壓力，所得到的剎車液壓腔入口的剎車壓力與所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi按周期接近，最終達到剎車壓力目標值Pmi。步驟二，根據(jù)剎車壓力目標值Pmi確定當前周期剎車壓力Pt；當前周期剎車壓力Pt通過公式(2)和公式(3)得到：Pt＝Pt-1+c當Pmi≥Pk且Pt-1≥Pk時Pt最大值為Pmi(2)Pt＝Pmi當Pmi＜Pk或Pt-1＜Pk時(3)其中：c為當前周期剎車壓力Pt的變化步長。Pt-1為上一周期剎車壓力。Pk為臨界剎車壓力，取值8MPa～10MPa。當Pmi≥Pk時，剎車壓力應(yīng)按周期慢速加壓、減壓，增加剎車控制舒適性；當Pmi＜Pk時，剎車壓力應(yīng)按快速響應(yīng)，確保剎車系統(tǒng)快速性。所述當前周期剎車壓力Pt的變化步長c的取值范圍為-0.3～0.3，當Pt小于Pm時，c取正值；當Pt大于Pmi時，c取負值。本發(fā)明進一步優(yōu)化系統(tǒng)控制策略，發(fā)揮飛機防滑剎車系統(tǒng)的剎車能力，提升飛機在各種工況下的剎車效率，為了提高優(yōu)化操縱性能，需進行飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制。本發(fā)明的防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法采用常規(guī)的電傳防滑剎車系統(tǒng)，液壓源壓力為20MPa，額定正常剎車壓力為20MPa。采用電傳防滑剎車系統(tǒng)涉及的執(zhí)行部件有：防滑剎車控制盒、剎車指令傳感器、電液壓力伺服閥及壓力傳感器等。防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制周期為5ms～20ms。本發(fā)明中，剎車壓力目標值與剎車指令電壓之間按非線性控制。剎車指令電壓在低增益區(qū)，剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓按高精度對應(yīng)，有利于飛行員在滑行剎車階段靈活操縱飛機；剎車指令電壓在高增益區(qū)，剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓按低精度對應(yīng)，有利于飛行員必要時快速施加最大的剎車壓力,提高剎車效率，縮短剎車距離。本發(fā)明采取雙區(qū)間控制，提高剎車效率，確保安全性。所述雙區(qū)間控制是指當Pmi≥Pk時，按一種方式控制；當Pmi＜Pk時，按另一種方式控制。以20MPa液壓源壓力為例，將本發(fā)明的防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法與常規(guī)的飛機防滑剎車系統(tǒng)降額剎車控制方法對比見表1。表1本發(fā)明控制方法與常規(guī)控制方法對比表項目描述本發(fā)明常規(guī)方法控制壓力范圍20MPa8～10MPa剎車效率≥90％60％控制方法線性、單一控制非線性、雙區(qū)間控制隨著飛機發(fā)展趨勢，對飛機防滑剎車系統(tǒng)的可靠性、安全性、效率要求越來越高。常規(guī)的降額剎車控制方法的已不能適應(yīng)新的、先進的技術(shù)要求，適應(yīng)性不強降低了防滑剎車系統(tǒng)的能力。經(jīng)過對飛機防滑剎車系統(tǒng)的使用條件進行綜合分析，提出了本發(fā)明的防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法。本發(fā)明的全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法，能夠有效提高飛機防滑剎車系統(tǒng)效率、可靠性和安全性。國、內(nèi)外防滑剎車系統(tǒng)中沒用采用本發(fā)明控制方法的報道和案例。全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法應(yīng)用于基于電傳防滑剎車控制或基于全電防滑剎車控制的防滑剎車控制系統(tǒng)中。所述全壓力調(diào)節(jié)剎車控制是指正常額定剎車壓力在油源壓力全范圍控制剎車的控制方法。試驗證明，采用全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法后，包括飛機大能量狀態(tài)等各種狀態(tài)，飛機平均剎車力矩均提高20％以上。附圖說明圖1是飛機防滑剎車系統(tǒng)在各種壓力控制下提升的剎車力矩能力示意圖。圖2是本發(fā)明的流程圖。圖中：1.是20MPa時可提升比率；2.是15MPa時可提升比率；3.是10MPa時可提升比率；A.是干態(tài)大能量平均剎車力矩；B.是干態(tài)正常能量平均剎車力矩；C.是濕態(tài)大能量平均剎車力矩；D.是濕態(tài)正常能量平均剎車力矩。具體實施方式本實施例是某型飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法。本實施例基于電傳防滑剎車系統(tǒng)，防滑剎車系統(tǒng)控制周期10ms。本實施例通過確定剎車指令電壓一次系數(shù)a、剎車指令電壓二次系數(shù)b、當前周期剎車壓力Pt的計算常數(shù)c、臨界剎車壓力Pk及輸入剎車指令電壓，判斷多個控制周期的剎車壓力進行全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法驗證。本實施例包括以下步驟：步驟一，確定剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓U之間的函數(shù)關(guān)系通過公式(1)確定剎車壓力目標值Pmi與剎車指令電壓U之間的函數(shù)關(guān)系。Pmi＝aU2+bU(1)其中a為剎車指令電壓一次系數(shù)，b為剎車指令電壓二次系數(shù)；a的取值范圍為1～3，b的取值范圍為1～3。本實施例中將公式(1)中a取值1.66，b取值1.66，剎車指令電壓U取值范圍0～4VDC。進行以下測量：輸入剎車指令電壓U為1VDC，通過壓力表測量剎車液壓腔入口的剎車壓力，得到該剎車液壓腔入口的剎車壓力為3.3MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi應(yīng)為3.33MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi中的下標i為輸入剎車指令電壓U。本實施例中，下標i＝1VDC。輸入剎車指令電壓U為3VDC，通過壓力表測量剎車液壓腔入口的剎車壓力，得到該剎車液壓腔入口的剎車壓力為10MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi應(yīng)為10MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi中的下標i為輸入剎車指令電壓U。本實施例中，下標i＝3VDC。輸入剎車指令電壓U為4VDC，通過壓力表測量剎車液壓腔入口的剎車壓力，得到該剎車液壓腔入口的剎車壓力為20MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi應(yīng)為20MPa。所述剎車液壓腔入口剎車壓力的計算標值Pmi中的下標i為輸入剎車指令電壓U。本實施例中，下標i＝4VDC。測試結(jié)果表明，剎車液壓腔入口的剎車壓力與輸入的剎車指令電壓之間的函數(shù)關(guān)系符合二次曲線。所述的二次曲線表明，當剎車指令電壓在低于3VDC的75％低增益區(qū)，剎車壓力目標值Pmi為0～10MPa，與剎車指令電壓按高精度對應(yīng)，有利于飛行員在滑行剎車階段靈活操縱飛機；剎車指令電壓在大于3VDC的后25％高增益區(qū)，剎車壓力目標值Pm為10MPa～20MPa，與剎車指令電壓按低精度對應(yīng)，有利于飛行員必要時快速施加最大的剎車壓力,提高剎車效率，縮短剎車距離。步驟二，根據(jù)剎車壓力目標值Pmi確定當前周期剎車壓力Pt當前周期剎車壓力Pt通過公式(2)和公式(3)得到：Pt＝Pt-1+c當Pmi≥Pk且Pt-1≥Pk時Pt最大值為Pmi(2)Pt＝Pmi當Pmi＜Pk或Pt-1＜Pk時(3)其中：c為當前周期剎車壓力Pt的變化步長，c的取值范圍為-0.3～0.3，當Pt小于Pm時，c取正值；當Pt大于Pmi時，c取負值。Pt-1為上一周期剎車壓力。Pk為臨界剎車壓力，取值8MPa～10MPa。當Pmi≥Pk時，剎車壓力應(yīng)按周期慢速加壓、減壓，增加剎車控制舒適性；當Pmi＜Pk時，剎車壓力應(yīng)按快速響應(yīng)，確保剎車系統(tǒng)快速性。本實施例中將公式(2)中的c取值0.2，b取值1.66，臨界剎車壓力Pk取值10MPa。將上述通過計算確定的當前周期剎車壓力Pt值與實測當前周期剎車壓力Pt值進行比較。當剎車指令電壓U為1VDC時，計算剎車壓力目標值Pmi為3.33MPa，判斷Pmi＜Pk,按公式(3)計算Pt為3.33MPa；實測Pt為3.3MPa。當剎車指令電壓U為3VDC時，計算剎車壓力目標值Pmi為10MPa，判斷Pmi＝Pk,但Pt-1＜Pk，按公式(3)計算Pt為10MPa；實測Pt為10MPa。當剎車指令電壓U為4VDC時，計算剎車壓力目標值Pmi為20MPa，判斷Pm＞Pk。當前周期Pt-1＜Pk，按公式(3)計算當前Pt為10MPa；實測Pt為10MPa。后續(xù)周期Pt-1≥Pk，50個控制周期后按公式(2)計算Pt為20MPa；實測Pt為20MPa。圖1中對比了剎車盤為干態(tài)和濕態(tài)下的剎車力矩。給出了在干態(tài)大能量和干態(tài)正常能量，以及濕態(tài)大能量和干態(tài)正常能量下，20MPa、15MPa和10MPa時的可提升比率。結(jié)果比較表明，飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制方法實現(xiàn)了雙區(qū)間控制，在剎車盤為濕態(tài)情況下，大能量平均剎車力矩達到5.6kNm，相對降額剎車控制方法提高25％以上，提高了剎車效率。本實施例中，通過對防滑剎車系統(tǒng)輸入條件的變化，分別判斷防滑剎車系統(tǒng)的全壓力調(diào)節(jié)剎車控制能力，結(jié)果與預(yù)期一致,達到了對飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制的目標。測試結(jié)果表明，通過設(shè)置參數(shù)和輸入剎車指令信號，可實現(xiàn)飛機防滑剎車系統(tǒng)全壓力調(diào)節(jié)剎車控制，提高了防滑剎車系統(tǒng)使用可靠性、安全性和剎車效率。當前第1頁1 2 3