一种飞机防滑刹车控制方法.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(10)申请公布号CNCN103558764103558764A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310593745.9(22)申请日2013.11.20(71)申请人渭南高新区晨星专利技术咨询有限公司地址714000陕西省渭南市高新区利君首座10号2单元(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书10页说明书10页附图6页附图6页(54)发明名称一种飞机防滑刹车控制方法(57)摘要本发明涉及一种飞机防滑刹车控制方法，该飞机防滑刹车控制方法，借助跟踪微分器或者二阶滑模微分器的鲁棒抗干扰特性，构造出飞机减速率信号，用于滑移力计算，避免了对纵向动力学过程进行学习辨识;该方法无需假设刹车纵向力是均匀分布，可用于多轮刹车系统;此外，考虑到刹车系统的安全工作范围，对刹车压力进行约束，兼顾了防滑刹车效率和防抱死安全性，具有一定的先进性。CN103558764ACN10358764ACN103558764A权利要求书1/2页1.一种飞机防滑刹车控制方法，其特征在于，包括下述步骤：第一步：通过机载总线获得飞机的速度V，通过二阶滑模微分器解算飞机速度获得飞机机体减速率，步骤如下：y1=βsign(σ)则估计减速率为第二步：通过轮速传感器，取得机轮角速度Ω，计算机轮滑移率：其中，rw是机轮半径，构造RBF神经网络逼近连续函数非线性摩擦力函数神经网络构造为这里滑移率作为神经网络输入，权重矢量神经网络节点数目l＞1；且为径向基函数；第三步：对神经网络获取摩擦力极值搜索，计算最大摩擦力点和最大摩擦力对应的最优滑移率通过二阶滤波器，求取最优滑移率参考信号λd，以消除数值计算带来的不连续性第四步：设计PI型跟踪误差计算机轮的线速度：vw=rwΩ使用最优滑移率为λd，计算机轮的线速度误差计算PI型误差计算PI型机轮参考线速度第五步：计算自适应神经网络前馈补偿控制律；计算PI控制项2CN103558764A权利要求书2/2页其中，J是机轮转动惯量，kPI是增益系数，计算前馈补偿项：其中，Fz是机轮所受垂直负载，由机体受力分布决定；计算控制转矩输入，输入转矩为以上两项之和：Tb=Tbn+Tba第六步：计算参数更新律；计算自适应参数更新律其中，Γ为参数更新增益矩阵。2.根据权利要求1所述的飞机防滑刹车控制方法，其特征在于：采用二阶滑模微分器，具体为Super-twisting滑模微分器，优选的，滑模观测器参数取值为：β=1.1L其中|F(V，t)|≤L，这里F(V，t)选取表示飞机纵向动力学过程V=F(V，t)。3.根据权利要求1所述的飞机防滑刹车控制方法，其特征在于：神经网络采用径向基函数T其中ci=[ci，c2，…，cl]是容许域的中心，ηi是高斯函数的宽度。3CN103558764A说明书1/10页一种飞机防滑刹车控制方法技术领域[0001]本发明涉及的一种飞机防滑刹车控制方法，属于刹车的自动控制技术领域。背景技术[0002]起落架-刹车系统是飞机上具有相对独立功能的子系统，其功能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，实现飞机的着陆、滑行和转弯控制。现代飞机一般普遍装备防滑刹车系统(Anti-skidBrakeSystem，ABS)，是在传统刹车系统的基础上采用闭环控制方法实现刹车力矩的自动调节，防止刹车时由于刹车压力过大造成的飞机机轮的锁死。它能够充分利用飞机轮胎和地面之间的最大结合系数，获得较高的刹车效率，从而有效地缩短刹车距离，防止由于飞机机轮锁死造成的轮胎的严重磨损，以提高飞机的安全性和可靠性。[0003]飞机刹车系统中存在诸多非线性因素，如飞机轮胎与地面之间的结合系数、结合系数与滑移率、刹车力矩与刹车压力等。这些非线性因素直接影响到飞机刹车系统的性能。飞机在起飞和着陆过程中有可能遇到侧风、左右主机轮与跑道接触状况不对称等恶劣条件。这些因素不仅会降低刹车本身的效率，甚至可能导致飞机偏离甚至冲出跑道。[0004]防滑／防抱死刹车系统经过几十年的发展，已经在地面车辆以及移动机器人领域大量研究，并取得很好的效果。[0005]但上述的这些应用和飞机刹车领域有一些不同点：由于汽车受气动力因素影响较小，地面车辆刹车系统认为纵向减速直接由刹车产生，因此纵向减速率和轮胎／路面摩擦力直接关联，且对于汽车应用，可认为刹车作用均匀分布在各个轮上。而对于飞机刹车来说，这些假设是不太合适的，飞机在着陆过程中，除了机轮刹车以外，由减速装置造成的减速必须加以考虑，同时飞机可能采用差动刹车，左右机轮的刹车作用不一致。[0006]因此，飞机刹车性能还受到空气动力和力矩的影响。就目前一般来讲，地