[发明专利]一种刹车控制抑制起落架振动的方法及装置

说明书

本公开提供了一种刹车控制抑制起落架振动的方法和装置，该方法包括建立刹车控制模型、确定性能指标函数、模型预测控制等步骤。其中，所述性能指标函数基于系统关键指标设计，所述系统关键指标包括刹车效率、减速率、起落架形变等。本公开所述的刹车控制抑制起落架振动的方法利用模型预测控制，将起落架振动信息作为性能指标函数的其中一项，与刹车效率等关键指标共同作为控制系统优化目标，可以提供更稳定的控制性能，并做到兼顾刹车效率与抑制起落架振动，确保最终设计所得控制结果在不影响刹车效率的前提下抑制起落架与刹车系统之间的耦合振动。

技术领域

本公开属于飞机刹车技术领域，具体涉及一种刹车控制抑制起落架振动的方法及装置。

背景技术

刹车过程中，由于防滑刹车系统工作引起机轮刹车力矩改变，导致轮胎与跑道间的摩擦力(即结合力)发生变化，刹车力矩交变频率接近起落架的共振频率时，会引起起落架的共振，影响飞机舒适性与滑行安全。

在刹车系统的作用下，起落架系统会受到复杂多变的摩擦力，从而引发不同类型的起落架结构振动。传统的刹车控制律设计过程中，通常只将刹车效率等参数作为优化对象，忽视了刹车过程中存在的起落架振动问题，导致交变的刹车压力与起落架结构产生耦合振动，缺乏振动抑制方案。在设计刹车控制律过程中，可将起落架振动情况作为优化目标之一，设计出兼顾刹车效率和抑制起落架振动的刹车控制策略。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种刹车控制抑制起落架振动的方法。

本公开基于模型预测控制，针对刹车过程起落架受刹车诱导振动问题，利用包含起落架形变等振动信息的模型，将起落架形变、刹车压力与刹车效率、减速率等参数共同作为约束目标，设计评价函数，提出一种通过刹车控制律的优化设计来抑制起落架振动的方法，可通过刹车控制实现对起落架耦合振动的抑制。

本公开的技术方案如下：

一种刹车控制抑制起落架振动的方法，包括以下步骤：

建立刹车控制模型，所述刹车控制模型包括飞机运动学模型、起落架模型、刹车装置模型；

确定性能指标函数，所述性能指标函数基于系统关键指标确定，所述系统关键指标包括刹车效率、减速率、起落架形变；

基于已建立的刹车控制模型和确定的性能指标函数，形成t时刻最优输入序列，并得到t时刻预测输出信息，所述t时刻最优输入序列为使t时刻预测时性能指标函数值最小的序列。

在本公开的至少一个实施例中，还包括以下步骤：

基于所述t时刻预测输出信息对所建立的刹车控制模型进行修正。

在本公开的至少一个实施例中，还包括以下步骤：

将所述t时刻预测输出信息作为历史信息，将所述t时刻最优输入序列作为控制输入序列，输入到所述刹车控制模型中，形成t+1时刻最优输入序列，输出t+1时刻预测输出信息。

在本公开的至少一个实施例中，所述起落架模型基于梁模型理论建立，所述起落架模型获取起落架动力学信息；所述起落架模型可通过状态观测反映到所述刹车控制模型中，实时反映振动情况。

在本公开的至少一个实施例中，所述起落架模型可通过状态观测实时反应振动情况。

在本公开的至少一个实施例中，所述性能指标函数J(t)表达形式为：所述性能指标函数J(t)表达形式为：

式中，

Δu_M(t)为输入控制增量，

y_r(t)为目标输出，

为预测输出；