【技术实现步骤摘要】
民用飞机防滑刹车控制方法
[0001]本专利技术涉及的是一种飞行控制领域的技术,具体是一种民用飞机防滑刹车控制方法。
技术介绍
[0002]在各种载荷、复杂天气或极端工况的影响下,民用飞机在地面上滑跑过程中动力学和运动学分析变得相当复杂。为了确保飞机在降落或者起飞过程中地面滑行的安全,针对飞机的防滑刹车系统,飞机在地面减速滑行过程中,只凭借飞行员个人经验或者点按刹车的方式控制刹车系统,容易使得刹车力过大,机轮抱死,造成轮胎磨损爆胎。需要构建防滑刹车控制系统,防止制动力过大而导致机轮与地面之间的打滑现象。
[0003]滑移率σ(slip ratio)是指飞机机轮的滑行运动所占整个运动的比例,是影响刹车效率的重要指标之一。在民用飞机的防滑刹车系统中,滑移率控制在最佳滑移率附近,飞机具有良好的刹车性能。目前常用的防滑刹车控制算法有:PID控制算法,神经网络等方法。PID控制易于实现但精度较低,而神经网络法需要大量的训练样本,获取难度较大,难以在工程中实现。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对现有技术存在的上述不足,提出一种民用飞机防滑刹车控制方法,针对民航飞机的防滑刹车系统,采用反步滑模法(Backstepping Sliding Mode Controller,BSMC)设计控制器,通过滑模控制结合反步技巧的防滑刹车控制,显著提高系统跟踪响应速度并缩短了调节时间,具有良好鲁棒性能。
[0005]本专利技术是通过以下的技术方案实现的:
[0006]本专利技术涉及一种民用飞机防滑 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种民用飞机防滑刹车控制方法,其特征在于,通过构建民用飞机防滑刹车模型以及飞机的飞行动力学与运动学模型,对飞机系统受力情况进行分析,得到对应的力和力矩;针对防滑刹车系统,通过构建BSMC控制器控制刹车系数μ
Brake
控制刹车力,最终实现民用飞机防滑刹车系统的控制。2.根据权利要求1所述的民用飞机防滑刹车控制方法,其特征是,所述的飞机防滑刹车模型包括:其中:为前起落架在x方向摩擦力的分力,为主起落架的摩擦力,X
B
为刹车力;为刹车力的一阶导数,为最大刹车力,τ
B
为刹车模块的时间常数,μ
Brake
为刹车系数;ω为飞机机轮的滚转角速度,J
m
为飞机机轮的转动惯量,Z
Mt
为主起落架的支撑力,r
e
为飞机机轮的半径;μ为地面摩擦系数,μ
Max
为地面最大的摩擦系数,A1和A2为机轮轮胎模型中的常系数,σ为系统的滑移率为机轮轮胎模型中的常系数,σ为系统的滑移率V
t
为飞机的速度。3.根据权利要求1所述的民用飞机防滑刹车控制方法,其特征是,所述的飞机的飞行动力学与运动学模型,包括:飞机的动力学模型:其中:X,Y,Z分别为x,y,z三个方向的合外力;φ,θ,ψ为欧拉角,分别为滚转角,俯仰角以及偏航角;u,v,w为机体坐标系下的x,y,z三个方向的线速度;m为整个飞机系统的质量,g为当地的重力加速度;角运动的动力学模型为:其中:L,M,N分别为滚转力矩,俯仰力矩以及偏航力矩;由于飞机是在地面上滑跑运动,所以滚转力矩L=0;I
xx
,I
yy
,I
zz
以及I
zx
为各个轴向的转动惯量;p,q,r分别表示为角速率;角运动的运动学方程为:飞机的位置运动学方程为:
4.根据权利要求3所述的民用飞机防滑刹车控制方法,其特征是,所述的飞机系统受力情况包括:飞机受到支撑力Z、水平力X、侧向力Y、气动力F
aero
;所述的对应的力矩包括:垂直方向上对应的力矩M
Ver
、水平方向上的力产生的力矩、飞机侧向力产生的力矩以及气动力所产生的力矩N
Aer
。5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘世前,马珍杰,吕为志,张前,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:
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