一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，包括：第一计算模块，用于当飞机在地面滑行时，根据速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，计算多轮的相关速度参数；第二计算模块，用于根据所述多轮的相关速度参数，并综合飞机与起落架布局结构及飞机载荷重心参数，实时计算出飞机整体转弯半径，以及根据左右主轮不对称规律计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度；控制模块，用于将所述偏转角度输出给内外侧主轮对应的作动机构产生实际的偏转，从而实现在前轮转弯主导下的多轮协同转弯控制；该系统可实现飞机地面转向时控制更合理，效果更优；提高转向的安全性。提高转向的安全性。提高转向的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统


[0001]本专利技术涉及民用宽体飞机地面转弯防侧翻控制
，特别涉及一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统。

技术介绍

[0002]民用宽体飞机在地面行驶的时候，需要进行转弯，以实现飞机的目的地。但是，由于飞机在地面行驶时速度较低，舵面控制系统的作用较小，同时转弯的实现也需要考虑到飞机的尺寸和重量等因素，宽体飞机作地面转弯运动时，在前轮转向的同时采用主轮协同转向，以减小转弯半径并降低主起落架受到的附加侧向力矩，采用较快的滑行速度以缩短跑道占用时间，提高机场的运作效率。因此，民用宽体飞机的转弯控制变得十分重要。
[0003]但当飞机转弯角度和滑行速度不匹配时可能会引起机轮侧翻，造成飞机翻倒事故，使飞行员失去对飞机的操纵能力，对乘客和机组人员造成安全威胁。
[0004]目前的防侧翻控制，只考虑到前轮和主轮之间的协同，并未考虑前轮、多个主轮之间的协同转向；所以，当两侧主轮转向轮采用对称的同步控制方式辅助前轮转弯时，容易造成两侧的主轮转角不同，所受载荷不同，导致轮胎磨损，安全性降低。因此，多轮协同还存在改进空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，解决了现有技术中前轮与多个主轮相互之间协同不足的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]本专利技术提供一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，包括：
[0008]第一计算模块，用于当飞机在地面滑行时，根据速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，计算多轮的相关速度参数；
[0009]第二计算模块，用于根据所述多轮的相关速度参数，并综合飞机与起落架布局结构及飞机载荷重心参数，实时计算出飞机整体转弯半径，以及根据左右主轮不对称规律计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度；
[0010]控制模块，用于将所述偏转角度输出给内外侧主轮对应的作动机构产生实际的偏转，从而实现在前轮转弯主导下的多轮协同转弯控制。
[0011]进一步地，所述第一计算模块包括：
[0012]平均速度计算单元，用于根据各个轮的速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，综合计算出飞机的平均速度；
[0013]轮速差分计算单元，用于通过各个轮的速度传感器来捕捉每个机轮的转速，然后计算出各个机轮之间的速度差异，作为轮速差值。
[0014]进一步地，所述轮速差分计算单元，采用如下公式计算轮速差值：
[0015][0016]式中，Δv
i
表示第i个机轮的速度差，v
i
表示第i个机轮的实际速度，n表示机轮数量。
[0017]进一步地，所述第二计算模块，包括：
[0018]转弯半径计算单元，用于根据飞机的设计参数和运行状态，确定起落架的轮距和前轮转向角度、飞机重心位置；以及根据转弯半径的定义，利用圆心角、弧长推导得出转弯半径；
[0019]偏转角度计算单元，用于根据在转弯半径内，根据各个机轮的速度差来计算出实际的每个轮子的转向角度控制参数。
[0020]进一步地，所述偏转角度计算单元中，采用如下公式计算出实际的每个轮子的转向角度控制参数，包括：
[0021]δ
i
＝K
p
×
Δv
i
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0022]其中，δ
i
表示第i个机轮的转向角度，K
p
表示比例控制系数，Δv
i
表示第i个机轮的速度差。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术实施例提供的一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，包括：第一计算模块，用于当飞机在地面滑行时，根据速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，计算多轮的相关速度参数；第二计算模块，用于根据所述多轮的相关速度参数，并综合飞机与起落架布局结构及飞机载荷重心参数，实时计算出飞机整体转弯半径，以及根据左右主轮不对称规律计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度；控制模块，用于将所述偏转角度输出给内外侧主轮对应的作动机构产生实际的偏转，从而实现在前轮转弯主导下的多轮协同转弯控制；该系统可实现飞机地面转向时控制更合理，效果更优；提高转向的安全性。该系统基于多轮的协同控制策略，通过对多轮间的控制协同调度，实现飞机在地面上较小转弯的效果。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例提供的转弯系统方案原理图；
[0026]图2为本专利技术实施例提供的民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统的框图；
[0027]图3为本专利技术实施例提供的多轮协同转弯控制系统的转向示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]本专利技术实施例提供的一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，所基于的硬件系统，参照图1所示；
[0032]电机：使用直流电机，28VDC。
[0033]转矩限制器：为防止电子载荷限制器失效，将一个机械转矩限制装置合并以作为备份的限制系统，它既可以限制驱动系统的转矩又可以避免其他部件受到损害。
[0034]离合器：采用一个摩擦型的离合器，通过电流控制通断，当离合器接通时，前轮转弯系统处于转弯工作模式，飞机能够实现正常的地面机动；当离合器断开时，系统处于减摆模式，机轮不受输入信号的控制，能够自由转动。
[0035]减速器：系统通过减速器将电机的高转速低扭矩的转动转换为前轮转弯机构的低转速高扭矩的转动。
[0036]阻尼发生器：阻尼发生器为前轮转弯机构提供一定的阻尼，以耗散地面冲击载荷引起的前轮震荡，防止摆震现象的发生。
[0037]蜗轮蜗杆/滚珠丝杆机构：实现转弯力矩的转换。
[0038]在上述硬件的基础上，如图2所示，该民用宽体飞机多轮协同转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，其特征在于，包括：第一计算模块，用于当飞机在地面滑行时，根据速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，计算多轮的相关速度参数；第二计算模块，用于根据所述多轮的相关速度参数，并综合飞机与起落架布局结构及飞机载荷重心参数，实时计算出飞机整体转弯半径，以及根据左右主轮不对称规律计算出在该转弯半径下的内、外侧主轮各自的偏转角度；控制模块，用于将所述偏转角度输出给内外侧主轮对应的作动机构产生实际的偏转，从而实现在前轮转弯主导下的多轮协同转弯控制。2.根据权利要求1所述的一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，其特征在于，所述第一计算模块包括：平均速度计算单元，用于根据各个轮的速度传感器信号、主轮防滑刹车系统所提供的飞机滑行速度信号，综合计算出飞机的平均速度；轮速差分计算单元，用于通过各个轮的速度传感器来捕捉每个机轮的转速，然后计算出各个机轮之间的速度差异，作为轮速差值。3.根据权利要求2所述的一种民用宽体飞机多轮协同转弯控制系统，其特征在于，所述轮速差分计算单元，采用如下公式计算轮速差值：式中，Δv

【专利技术属性】
技术研发人员：廖力清，彭浩，凌玉华，李中华，李繁飙，杨建，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：