基于轮速控制的防滑刹车控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106828894A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201611216020.8(22)申请日2016.12.26(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人焦宗夏黄利刚孙栋尚耀星黄克坚(74)专利代理机构北京华创博为知识产权代理有限公司11551代理人管莹肖琨(51)Int.Cl.B64C25/46(2006.01)B60T8/17(2006.01)B60T8/58(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称基于轮速控制的防滑刹车控制方法(57)摘要本发明提供了一种基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，包括：目标机轮减速率生成步骤，用于基于估计的结合力和滑移率来生成飞机机轮的目标机轮减速率；目标机轮速度生成步骤，用于基于所述目标减速率来生成飞机机轮的目标机轮速度；控制信号生成步骤，用于基于所述目标机轮速度与测量的机轮速度之差来生成作用于飞机机轮的刹车控制信号；以及结合力和滑移率估计步骤，用于基于所述刹车控制信号和所述测量的机轮速度，使用卡尔曼-布西滤波方法来估计飞机机轮与跑道表面的结合力和滑移率。本发明还提供了一种基于轮速控制的飞机防滑刹车控制系统。CN106828894ACN106828894A权利要求书1/3页1.一种基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，包括：目标机轮减速率生成步骤，用于基于估计的结合力和滑移率来生成飞机机轮的目标机轮减速率；目标机轮速度生成步骤，用于基于所述目标减速率来生成飞机机轮的目标机轮速度；控制信号生成步骤，用于基于所述目标机轮速度与测量的机轮速度之差来生成作用于飞机机轮的刹车控制信号；以及结合力和滑移率估计步骤，用于基于所述刹车控制信号和所述测量的机轮速度，使用卡尔曼-布西滤波方法来估计飞机机轮与跑道表面的结合力和滑移率。2.如权利要求1所述的基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，其中，所述控制信号生成步骤包括将所述目标机轮速度与所述测量的机轮速度之差输入到控制器以生成所述刹车控制信号，以及所述刹车控制信号被转换为刹车阀电流信号，以使得刹车阀输出作用于飞机机轮的刹车压力。3.如权利要求2所述的基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，其中，所述测量的机轮速度在所述刹车压力作用于飞机机轮之后通过轮速传感器采集得到。4.如权利要求1所述的基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，其中，所述结合力和滑移率估计步骤包括：设定包括机轮速度、结合力、结合力的一次导数、结合力的二次导数和飞机速度的系统状态变量；使用所述卡尔曼-布西滤波方法，获得所述系统状态变量的后验估计值；从所述后验估计值中提取结合力的后验估计值作为所述估计的结合力，并且提取飞机速度的后验估计值以计算所述滑移率。5.如权利要求1或4所述的基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，其中，所述目标机轮减速率生成步骤包括：在刹车使能时，设定初始最大机轮减速率上限和初始减速率指令比例，其中所述初始减速率指令比例等于初始最大机轮减速率上限除以刹车指令最大值；在没有更新最大机轮减速率和所述初始比例时，使得所述目标机轮减速率等于给定刹车指令乘以所述初始比例；如果所述目标机轮减速率超过所述初始最大机轮减速率上限，则判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数是否大于预定阈值；如果判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数是大于预定阈值，将所述最大机轮减速率作为所述目标机轮减速率输出；如果判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数不大于预定阈值，则确定所述最大机轮减速率等于此时记录的机轮减速率减去减速率安全阈量，以及确定减速率指令比例等于所述最大机轮减速率除以此时给定的刹车指令，并且确定所述目标机轮减速率等于此时给定的刹车指令乘以所述减速率指令比例，并且更新所述最大机轮减速率和以所述减速率指令比例替代所述初始比例；如果所述目标机轮减速率未超过所述初始最大机轮减速率上限，则判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数是否大于预定阈值；如果判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数是大于预定阈值，将直接输出所2CN106828894A权利要求书2/3页述目标机轮减速率；如果判定所述估计的结合力相对于所述滑移率的导数不大于预定阈值，则确定所述最大机轮减速率等于此时记录的机轮减速率减去减速率安全阈量，以及确定减速率指令比例等于所述最大机轮减速率除以此时给定的刹车指令，并且确定所述目标机轮减速率等于此时给定的刹车指令乘以所述减速率指令比例，并且更新所述最大机轮减速率和以所述减速率指令比例替代所述初始比例。6.如权利要求1所述的基于轮速控制的飞机防滑刹车控制方法，其中，所述目标机轮速度生成步骤包括通过将当前测量的机轮速度减去所述目标机轮减速