一种飞机双余度电刹车装置和控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102700542A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102700542A(43)申请公布日2012.10.03(21)申请号201210176390.9(22)申请日2012.05.31(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人林辉戴志勇苏田青郭皓齐蓉(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人顾潮琪(51)Int.Cl.B60T13/74(2006.01)B60T8/17(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图22页(54)发明名称一种飞机双余度电刹车装置和控制方法(57)摘要本发明公开了一种飞机双余度电刹车装置和控制方法，冗余驱动控制器部分接收刹车压力给定信号，驱动刹车作动器工作，使施加在受刹机轮上的刹车压力跟随刹车压力给定信号。本发明采用冗余技术，将飞机刹车驱动装置中容易损坏的机构进行了热备份，在正常工作情况下，使相应的部件工作在额定功率运行的一半，提高了驱动装置的寿命和可靠性。当驱动装置某一个余度出现故障时，能够实时检测出故障点并进行隔离，将故障电机退出工作状态，使驱动装置切换至单通道模式下运行，从而提高飞机刹车系统的可靠性。CN102754ACN102700542A权利要求书1/2页1.一种飞机双余度电刹车装置，包括冗余驱动控制器、刹车作动器和受刹机轮，其特征在于：冗余驱动控制器部分接收刹车压力给定信号，驱动刹车作动器工作，使施加在受刹机轮上的刹车压力跟随刹车压力给定信号；其中，冗余驱动控制器部分包括刹车压力反馈调理单元、刹车压力给定接收单元、DSP单元、CPLD单元、隔离电路单元、功率驱动单元、电流采集单元、过流保护辅助单元和电源系统单元；刹车压力给定接收单元将刹车压力给定信号转化为电压信号，输入DSP单元，刹车压力反馈调理单元将双余度压力传感器测得的两路刹车压力反馈信号放大滤波后输入DSP单元，DSP单元的输出分别控制刹车作动器两个绕组的占空比信号；CPLD单元将占空比信号和刹车作动器两套霍尔信号进行逻辑运算，分别输出控制刹车作动器的两个绕组运转的调制换向信号，经隔离电路单元和功率驱动单元，控制刹车作动器运行；在功率驱动单元采集双余度无刷直流电机的母线电流，经过流保护辅助单元，将母线电流与预先设定的过流阈值相比较，若母线电流大于预先设定的过流阈值，则过流信号为低，若母线电流小于等于预先设定的过流阈值，则过流信号为高，将过流信号送入DSP单元中；当电机出现过流故障时，DSP单元检测过流信号为低，则关断占空比信号，从而排除过流故障；电流采集单元采集功率驱动单元上双余度无刷直流电机绕组的母线电流和相电流，并将母线电流和相电流滤波后输入DSP单元；电源系统单元接收两个控制电源，经二极管将两个电源并联在一起，向刹车压力反馈调理单元、刹车压力给定接收单元、DSP单元、CPLD单元、隔离电路单元、功率驱动单元、电流采集单元、过流保护辅助单元供电，电源系统单元接收两个驱动电源，给功率驱动单元供电。2.根据权利要求1所述的飞机双余度电刹车装置，其特征在于：所述的刹车作动器采用双余度无刷直流电机；其中，双余度无刷直流电机的定子绕组为两套在空间上互差30°电角度的Y型连接的绕组构成，两套绕组电气上彼此隔离、空间上磁场耦合，彼此互为余度，双余度无刷直流电机共用一个永磁体转子；双余度无刷直流电机的每套绕组有各自独立的霍尔传感器，两套霍尔传感器互为余度。3.一种权利要求1所述飞机双余度电刹车装置的控制方法，其特征在于包括下述步骤：第一步：采集两路刹车压力反馈信号，并进行AD转化；第二步：若两路刹车压力反馈信号小于预先设定的误差阈值，则进入第四步，否则进入第三步；第三步：若一路刹车压力反馈信号大于压力传感器的量程最大值，或小于其量程最小值，则诊断该路压力传感器故障，将另一路压力传感器的刹车压力反馈信号赋值给压力反馈，进入第五步，否则进入第四步；第四步：压力反馈等于两路刹车压力反馈信号之和除以二；第五步：采集双余度霍尔传感器信号，若一路霍尔传感器信号为000或111，则诊断该路霍尔传感器故障，否则进入第六步；第六步：采集各余度绕组母线电流和相电流；第七步：若一路绕组母线电流大于预先设定的短路阈值，则开始短路计时，若短路计时大于预先设定的短路上限阈值，则诊断该路绕组为短路故障，进入第十步；若一路绕组母线电流大于电机最小工作电流，且小于预先设定的标准0位电流下限，则开始断路计时，若断路计时大于预先设定的断路上限阈值，则诊断该路绕组为断路故障，进入第十步；否则进入2CN102700542A权利要求书2/2页第八步；第八步：采集刹车压力给定信号，并进行AD转化；第九步：若压力环计数器的值大于压力环周期阈值，则将压