[发明专利]基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法

说明书

技术领域

本申请涉及航空技术领域，特别是一种基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法。

背景技术

飞机的起飞和着陆是飞机事故的多发阶段。防滑刹车系统是飞机重要的机载设备，对飞机起飞、着陆的安全性有重要影响。要求能够在复杂的跑道环境条件下，飞机仍能够安全着陆并刹停，对提升飞机安全性和可靠性的有着重要的意义。

飞机防滑刹车系统是一个复杂的具有不确定性的非线性系统，系统中存在诸多非线性因素，直接影响到防滑刹车的性能。飞机着陆滑跑过程时间较短，因此要求防滑刹车系统稳定、快速和准确地工作，确保飞机的安全[2]。防滑刹车系统的性能受很多因素的影响，如跑道表面是否开槽、跑道表面的状况(干、湿或积雪等)、飞机速度的变化、轮胎的充气压力等。从本质上讲，这些因素影响的是飞机受刹机轮的轮胎与跑道表面的结合力和滚动阻力。防滑刹车系统的主要目的是充分利用跑道提供的结合力，在尽可能短的距离内使飞机刹停。

跑道表面状况的变化对于飞机防滑刹车系统是较为严重的外部干扰。例如当机轮所处跑道表面结合系数由高变低时，机轮由于结合力矩急剧减小而发生打滑甚至抱死现象，这就要求防滑刹车控制盒及时作出响应，通过迅速降低刹车压力使得机转速度得以恢复。因此刹车控制算法对不同跑道表面状况的适应性以及在跑道表面状况发生变化时的鲁棒性直接影响防滑刹车效果。

从已公开的飞机防滑刹车控制算法来看，目前主要依靠对飞机主机轮角速度或角加速度等的测量，配合估计得到的机体速度，根据预先给定的相对速度或滑移率等指标，使飞机按期望指标减速刹停。对于单一跑道表面状况，这类控制方法可以得到较好的防滑刹车效果。但由于不同跑道表面状态对应的指标不同，因而这类控制方法缺乏对跑道表面状态变化的适应性。

发明内容

在下文中给出关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本申请的一个主要目的在于提供一种基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法，旨在解决如上的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法，包括：检测飞机机轮的刹车力矩和飞机机轮的转速；基于刹车力矩和转速确定实际滑移因子；比较实际滑移因子与滑移因子阈值；若实际滑移因子达到滑移因子阈值，则更新滑移因子的阈值；以及减小刹车力矩以使实际滑移因子小于更新后的滑移因子阈值。

本申请的基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法，通过检测飞机机轮的刹车力矩和飞机机轮的转速确定实际滑移因子，基于实际滑移因子和滑移因子阈值的比较来不断更新滑移因子，以使机轮与跑道之间的结合力保持在结合力峰值附近，从而避免了机轮打滑，提高了飞机在复杂跑道表面状况下的防滑刹车效率。

在一些实施例中，本申请的基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法还在结合力F_lm满足F_lm＜k_adF_slip时，增大刹车力矩，从而使飞机机轮远离附着区，提高了飞机在复杂跑道表面状况下的防滑刹车效率。

在一些实施例中，本申请的基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法还在相邻两次更新后的结合力峰值之差ΔF_slip未处于预设数值范围内时，重新更新结合力峰值，以使当跑道的结合系数发生改变时，可以相应地调整刹车力矩，以使结合力保持在结合力峰值的附近，提高飞机在复杂跑道表面状况下的防滑刹车效率。

附图说明

参照下面结合附图对本申请实施例的说明，会更加容易地理解本申请的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本申请的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本申请的基于刹车力矩反馈的飞机防滑刹车控制方法的一个实施例的示意性流程图；

图2为可用于采集和检测刹车力矩的飞机刹车装置的示意性结构图；

图3A为滑移因子与刹车力矩之间的实际关系曲线；

图3B为可区分机轮是否处于抱死状态的滑移因子与刹车力矩之间的关系曲线；

图4A为采用本实施例的方法后，飞机机体速度和飞机机轮速度随时间变化曲线图；

图4B为与图4A对应的结合力和结合力峰值随时间变化曲线图；