專利名稱：教練型飛機的超控剎車控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機剎車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種教練型飛機的超控剎車控制方法。
背景技術(shù)：
教練型飛機的主要特征是后艙教練培訓(xùn)前艙學(xué)員，教練型飛機的剎車系統(tǒng)是教練 型飛機功能的主要科目之一。
飛機著陸過程中，首先由前艙學(xué)員操作進行著陸剎車，后艙教練對剎車過程進行 監(jiān)控，當(dāng)學(xué)員操作不當(dāng)或錯誤時，教練實施操作，糾正學(xué)員錯誤動作。
常規(guī)教練型飛機剎車系統(tǒng)主要基于慣性防滑剎車系統(tǒng)、電磁防滑剎車系統(tǒng)或電子 防滑剎車系統(tǒng)設(shè)計，其共同特點是剎車控制采用模擬技術(shù)，剎車教練功能依靠機械液壓部 件實現(xiàn)，不具備智能超控剎車的功能及特點。
常規(guī)教練型飛機剎車系統(tǒng)中完成教練操作的執(zhí)行部件由剎車閥和轉(zhuǎn)換閥等組成。 基本的工作原理為
學(xué)員手動操縱一個剎車閥手柄，剎車系統(tǒng)控制壓力跟隨學(xué)員的操縱而變化，若此 時教練手動操縱另一剎車閥手柄，當(dāng)輸出至轉(zhuǎn)換閥的壓力大于學(xué)員的剎車閥輸出壓力時， 剎車系統(tǒng)控制壓力跟隨教練的操縱而變化，以此實現(xiàn)現(xiàn)有類型教練機的糾錯，完成剎車系 統(tǒng)教練功能。
以現(xiàn)役比較先進的某型教練機為例，該機基于電磁防滑剎車系統(tǒng)，該教練機的教 練功能完全由機械、液壓部件實現(xiàn)。學(xué)員向上拉起剎車閥手柄，這時左、右剎車控制通道產(chǎn) 生成正比的液壓壓力(O 7MPa)至轉(zhuǎn)化閥，當(dāng)教練的剎車閥手柄沒有拉起時，轉(zhuǎn)換閥輸出 學(xué)員的剎車壓力至剎車腔，控制機輪剎車；當(dāng)教練的剎車閥手柄拉起到一定位置時(約為 IMPa)，轉(zhuǎn)換閥切斷學(xué)員的剎車壓力，輸出教練的剎車壓力至剎車腔。該方法致使簡單實現(xiàn) 了超控剎車，但存在以下缺點
1.反應(yīng)慢、精度低；
2.不具有執(zhí)行部件的BIT故障檢測功能，安全性低，維修性差；
3.操縱性差；
4.不能左、右通道隔離操作，控制水平低。
經(jīng)檢索“中國期刊全文數(shù)據(jù)庫”論文數(shù)據(jù)庫有《一種防滑部件檢測儀》、《中國教練 機出彩》等文章中出現(xiàn)教練機剎車等概念。發(fā)明內(nèi)容
為提高現(xiàn)有教練機剎車系統(tǒng)超控剎車控制水平，解決其反應(yīng)慢、精度低等不足等 問題，本發(fā)明提出了一種教練型飛機的超控剎車控制方法。
本發(fā)明包括以下步驟
步驟一，判斷電傳防滑剎車系統(tǒng)的故障狀態(tài)
步驟二，確定響應(yīng)對象
所述的響應(yīng)對象指來自前艙的剎車指令還是后艙的剎車指令，具體是
設(shè)置防滑剎車控制系統(tǒng)的超控電壓\。所述超控電壓Vk是指后艙解除前艙操作的最小剎車電壓。超控電壓Vk為O. 6VACο
輸入前艙左剎車指令信號V&，右剎車指令信號Vfk
當(dāng)后艙左剎車指令信號V大于\，并且無論后艙右剎車指令信號Vbk是否大于Vk 時，響應(yīng)對象均為后艙。
當(dāng)后艙右剎車指令信號大于并且無論后艙左剎車指令信號Vbk是否大于Vk 時，響應(yīng)對象均為后艙。
當(dāng)后艙右剎車指令信號Vkl小于并且后艙左剎車指令信號Vbk小于Vk時，響應(yīng)對象均為前艙。
步驟三，確定防滑剎車系統(tǒng)的輸出電流
通過剎車電流和防滑電流確定輸出電流，具體是
根據(jù)剎車指令傳感器設(shè)定剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓為(O 3. 8) VAC,將所述剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓轉(zhuǎn)換為左剎車電流k和右剎車電流IKC。所述左剎車電流込和右剎車電流Ikc均為(O 7. 5)mA。
根據(jù)左機輪狀態(tài)計算出該左機輪的防滑電流Iw ;根據(jù)右機輪狀態(tài)計算出該右機輪的防滑電流Ikf ;所述左機輪的防滑電流與右機輪的防滑電流Ikf均為一(O 7. 5)mA。
將得到的剎車電流和防滑電流相加，得到左輸出電流込和右輸出電流Ικ。具體是
Il = Ilc + Ilf⑴
Il MIN=b mA, Il mx=c mA ；
上述b為左輸出電流L的最小輸出電流，c為左輸出電流L的最大輸出電流；所述的b與c均為常量，且I Ilf I ( Ilc, I Ief I ( Ieco
Ie = Iec + Ief(2)
Ie MIN-d mA, Ie 祖-e mA
上述d為右輸出電流Ik的最小輸出電流，e為右輸出電流Ik的最大輸出電流；所述的d與e均為常量，且I Ilf I ( Ilc, I Ief I ( Ieco
按照常規(guī)電傳防滑剎車系統(tǒng)的控制方法，通過防滑剎車系統(tǒng)的輸出電流確定控制防滑剎車系統(tǒng)的剎車壓力。
步驟四，確定防滑剎車系統(tǒng)中液壓鎖的狀態(tài)
通過來自剎車指令傳感器的剎車指令信號值確定防滑剎車系統(tǒng)液壓鎖的狀態(tài)。
設(shè)置液壓鎖開鎖時剎車指令信號的門限值f為O. 21，該門限值f的單位為VAC。
液壓鎖開鎖的邏輯響應(yīng)如下
以與Vfk是否大于f作為前艙開液壓鎖的條件；以V&與Vbk是否大于Vk作為后艙開液壓鎖的條件。前艙或后艙中任意一個滿足開液壓鎖條件，防滑剎車系統(tǒng)即開液壓鎖； 當(dāng)前艙與后艙同時滿足關(guān)液壓鎖條件時，防滑剎車系統(tǒng)關(guān)液壓鎖。
步驟五，確定防滑剎車系統(tǒng)輸出壓力
根據(jù)左剎車電流&為(O 7. 5) mA和右剎車電流Ikc為(O 7. 5)mA，對應(yīng)輸出防滑剎車系統(tǒng)左剎車壓力Pl和右剎車壓力Ρκ，所述左剎車壓力Pl和右剎車壓力Pk均為為(O 8)MPa。
開液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)根據(jù)左輸出電流Ilj大小輸出左剎車壓力Plj ;根據(jù)右輸出電流Ik大小輸出右剎車壓力Ρκ。
關(guān)液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)不輸出匕和Ρκ。
本發(fā)明的防滑剎車系統(tǒng)采用常規(guī)的電傳防滑剎車系統(tǒng)。涉及的執(zhí)行部件有剎車指令傳感器、防滑剎車控制盒、電液壓力伺服閥及液壓鎖等。其特征在于將教練機系統(tǒng)控制水平完全由模擬機械液壓控制平臺提高至電傳超控控制平臺。
本發(fā)明的超控剎車控制效果與常規(guī)教練機對比見表I。
表I本發(fā)明的超控剎車控制與常規(guī)教練機效果對比表
項目描述本發(fā)明常規(guī)教練機比較目的能否左、右獨立控制可以不可以控制水平能否進行超控剎車系統(tǒng)BIT故障檢測可以不可以安全性，維修性，智能化超控剎車控制周期O. 5s以上快速性超控臨界壓力(電壓)彡O. 2MPa (彡.1VAC)多 O. 5 MPa精度，智能化超控壓力上升時間^0. 5sIs左右快速性
總之，本發(fā)明的超控剎車控制方法，能夠快速、準(zhǔn)確的完成教練機的剎車系統(tǒng)教練任務(wù)，國、內(nèi)外防滑剎車系統(tǒng)中沒用采用·該技術(shù)的報道和案例。四具體實施方式
本實施例是一種教練型飛機的超控剎車控制方法，該教練機的防滑剎車系統(tǒng)采用常規(guī)的電傳防滑剎車系統(tǒng)。
所述的超控剎車是一種機防滑剎車控制方法，具體是對同一個防滑剎車系統(tǒng)，通過不同的剎車指令傳感器，實現(xiàn)通過某個空間的剎車操作控制另一空間的剎車操作的過程。
本實施例包括以下步驟
步驟一，判斷電傳防滑剎車系統(tǒng)的故障狀態(tài)
所述判斷電傳防滑剎車系統(tǒng)的故障狀態(tài)是采用常規(guī)方法，由防滑剎車控制盒發(fā)出 BIT故障檢測信號，電傳防滑剎車系統(tǒng)的超控剎車部件響應(yīng)故障檢測信號并產(chǎn)生反饋信號， 防滑剎車控制盒接收反饋信號，判斷系統(tǒng)的故障狀態(tài)。當(dāng)電傳防滑剎車系統(tǒng)無故障時，進行下一個步驟；當(dāng)電傳防滑剎車系統(tǒng)有故障時，停止對該機的超控剎車控制。
步驟二，確定響應(yīng)對象
所述的響應(yīng)對象指來自前艙的剎車指令還是后艙的剎車指令，具體是
設(shè)置防滑剎車控制系統(tǒng)的超控電壓\。所述超控電壓Vk是指后艙解除前艙操作的最小剎車電壓，本實施例中，Vk為O. 6VAC0
輸入前艙左剎車指令信號V&，右剎車指令信號Vfk
當(dāng)后艙左剎車指令信號V大于\，并且無論后艙右剎車指令信號Vbk是否大于Vk 時，響應(yīng)對象均為后艙。
當(dāng)后艙右剎車指令信號大于\，并且無論后艙左剎車指令信號Vbk是否大于Vk 時，響應(yīng)對象均為后艙。
當(dāng)后艙右剎車指令信號Vkl小于并且后艙左剎車指令信號Vbk小于Vk時，響應(yīng)對象均為前艙。
本實施例中
輸入前艙左剎車指令信號Vfl = 3VAC,右剎車指令信號Vfk = 3VAC,進行以下工作
輸入后艙左剎車指令信號V& = O. 7VAC和右Vbk = O. 5VAC,響應(yīng)輸出Ubl = O. 7VAC, Ube = O. 5VAC。響應(yīng)對象為后艙。
輸入后艙左剎車指令信號V& = O. 5VAC和右剎車指令信號Vbk = O. 7VAC,響應(yīng)輸出Ubl = O. 5VAC, Ube = O. 7VAC。響應(yīng)對象為后艙。
輸入后艙左V& = O. 7VAC和右剎車指令信號Vbk = O. 7VAC,響應(yīng)輸出Ubl = O. 7VAC, Ube = O. 7VAC。響應(yīng)對象為后艙。
輸入后艙左剎車指令信號V& = O. 5VAC和右剎車指令信號V& = O. 5VAC,響應(yīng)輸出= O. 5VAC, Ufe = O. 5VAC。響應(yīng)對象為前艙。
測定Vk的公差彡O. 1VAC,響應(yīng)對象正常。
所述的前艙是指學(xué)員所處的駕駛艙，后艙是指教練所處的駕駛艙。
步驟三，確定防滑剎車系統(tǒng)的輸出電流
通過剎車電流和防滑電流確定輸出電流，具體是
根據(jù)剎車指令傳感器設(shè)定剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓為(O 4. 5)VAC，將所述剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓轉(zhuǎn)換為左剎車電流k和右剎車電流IKC。所述左剎車電流込和右剎車電流Ikc均為(O 7. 5)mA。
根據(jù)左機輪狀態(tài)計算出該左機輪的防滑電流Iw ;根據(jù)右機輪狀態(tài)計算出該右機輪的防滑電流Ikf ;所述左機輪的防滑電流與右機輪的防滑電流Ikf均為一(O 7. 5)mA。
將得到的剎車電流和防滑電流相加，得到左輸出電流込和右輸出電流Ικ。具體是
Il = Ilc + Ilf(I)
Il MIN=b mA, Il mx=c mA ；
上述b為左輸出電流込的最小輸出電流，c為左輸出電流込的最大輸出電流；所述的b與c均為常量，且I Ilf I ( Ilc, I Ief I ( Ieco
Ie = Iec + Ief(2)
Ie MIN=d mA, Ie mx=e mA
上述d為右輸出電流Ik的最小輸出電流，e為右輸出電流Ik的最大輸出電流；所述的d與e均為常量，且I Ilf I ( Ilc, I Ief I ( Ieco
本實施例中
Il MIN-0mA, Il ·χ-7· 5mA,
Ie MIN—OrnA, Ie ·χ_7· 5rnA。
步驟四，確定防滑剎車系統(tǒng)中液壓鎖的狀態(tài)
通過來自剎車指令傳感器的剎車指令信號值確定防滑剎車系統(tǒng)液壓鎖的狀態(tài)。
設(shè)置液壓鎖開鎖時剎車指令信號的門限值f為O. 21，該門限值f的單位為VAC。
液壓鎖開鎖的邏輯響應(yīng)如下
如果Vfl > f，Vfe < f，開液壓鎖
如果Vfk > f，Vfl < f，開液壓鎖
如果Vfl > f，Vfe > f，開液壓鎖
如果Vfl < f，Vfk < f，關(guān)液壓鎖
如果 VBL > VK, Vbe < Vk,開液壓鎖
如果Vbk > VK, Vbl < Vk,開液壓鎖
如果> VK, Vbe > Vk,開液壓鎖
如果< VK, Vbe < Vk ,關(guān)液壓鎖
上述f為常量。以Vfl與Vfk是否大于f作為前艙開液壓鎖的條件；以V&與Vbk是否大于\作為后艙開液壓鎖的條件。前艙或后艙中任意一個滿足開液壓鎖條件，防滑剎車系統(tǒng)即開液壓鎖；當(dāng)前艙與后艙同時滿足關(guān)液壓鎖條件時，防滑剎車系統(tǒng)關(guān)液壓鎖。
本實施例中
輸入 Vfl = O. 30VAC, Vfe = O. 20VAC,開液壓鎖
輸入 Vfe = O. 20VAC, Vfl ==O. 30VAC,開液壓鎖
輸入 Vfl = O. 30VAC, Vfe ==O. 30VAC,開液壓鎖
輸入 Vfl = O. 20VAC, Vfe ==O. 20VAC,關(guān)液壓鎖
輸入 Vbl = O. 7VAC, Vbe =O. 5VAC，開液壓鎖
輸入 Vbk = O. 5VAC, Vbl =O. 7VAC，開液壓鎖
輸入 Vbl = O. 7VAC, Vbe =O. 7VAC，開液壓鎖
輸入 Vbl = O. 5VAC, Vbe =O. 5VAC，關(guān)液壓鎖。
前艙和后艙開液壓鎖的邏輯輸出關(guān)系正常。
所述的邏輯輸出關(guān)系是
當(dāng)前艙滿足開液壓鎖條件時，無論后艙是否滿足開液壓鎖條件，防滑剎車系統(tǒng)開液壓鎖；
當(dāng)后艙滿足開液壓鎖條件時，無論前艙是否滿足開液壓鎖條件，防滑剎車系統(tǒng)開液壓鎖。
當(dāng)前艙和后艙均滿足關(guān)液壓鎖條件時，防滑剎車系統(tǒng)關(guān)液壓鎖。
步驟五，確定防滑剎車系統(tǒng)輸出壓力
根據(jù)左剎車電流L為(O 7. 5) mA和右剎車電流Irc為(O 7. 5) mA，對應(yīng)輸出防滑剎車系統(tǒng)左剎車壓力Pl和右剎車壓力Ρκ，所述左剎車壓力Pl和右剎車壓力Pk均為(O 8)MPa。
開液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)根據(jù)左輸出電流Ilj大小輸出左剎車壓力Plj ;根據(jù)右輸出電流Ik大小輸出右剎車壓力Ρκ。
關(guān)液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)不輸出匕和Ρκ。
本實施例中
輸入Vfl = 3. 8VAC, Vfe = 3. 8VAC, Vfl = O. 5VAC, Vfe = O. 5VAC,開液壓鎖，設(shè)置左 機輪速度和右機輪速度均無變化，左機輪的防滑電流L與右機輪的防滑電流Ikf均為0mA， 對應(yīng)輸出左輸出電流= 7. 5mA，對應(yīng)輸出右輸出電流Ik = 7. 5mA。防滑剎車系統(tǒng)輸出左 剎車壓力為8MPa，右剎車壓力為8MPa。
輸入Vfl = 3. 8VAC, Vfe = 3. 8VAC, Vfl = O. 6VAC, Vfe = O. 6VAC,開液壓鎖，設(shè)置左 機輪速度和右機輪速度均無變化，左機輪的防滑電流L與右機輪的防滑電流Ikf均為0mA， 對應(yīng)輸出左輸出電流L = O. 9mA，對應(yīng)輸出右輸出電流Ik = O. 9mA。防滑剎車系統(tǒng)輸出左 剎車壓力為IMPa，右剎車壓力為IMPa。
輸入Vfl = O. 19VAC, Vfe = O. 19VAC, Vfl = O. 19VAC, Vfe = O. 19VAC,關(guān)液壓鎖，設(shè)置左機輪速度和右機輪速度均無變化，左機輪的防滑電流Iw與右機輪的防滑電流Ikf均為 OmA,對應(yīng)輸出左輸出電流込=O. 4mA,對應(yīng)輸出右輸出電流Ik = O. 4mA。防滑剎車系統(tǒng)輸 出左剎車壓力為OMPa，右剎車壓力為OMPa。
本實施例中，通過對各參數(shù)變化，測定本發(fā)明的效果，結(jié)果與預(yù)期一致，達到了教 練型飛機的超控剎車控制目標(biāo)。實施例還對超控剎車控制響應(yīng)快速性進行測試，其超控剎 車控制周期為20ms，超控壓力上升時間為O. 4s。
權(quán)利要求
1.一種教練型飛機的超控剎車控制方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，判斷電傳防滑剎車系統(tǒng)的故障狀態(tài) 步驟二，確定響應(yīng)對象 所述的響應(yīng)對象指來自前艙的剎車指令還是后艙的剎車指令，具體是 設(shè)置防滑剎車控制系統(tǒng)的超控電壓\;所述超控電壓\是指后艙解除前艙操作的最小剎車電壓；超控電壓Vk為0. 6VAC ； 輸入前艙左剎車指令信號Vfl，右剎車指令信號Vfk 當(dāng)后艙左剎車指令信號大于\，并且無論后艙右剎車指令信號Vbk是否大于Vk時，響應(yīng)對象均為后艙； 當(dāng)后艙右剎車指令信號Vkl大于并且無論后艙左剎車指令信號Vbk是否大于\時，響應(yīng)對象均為后艙； 當(dāng)后艙右剎車指令信號Vrl小于并且后艙左剎車指令信號Vbk小于Vk時，響應(yīng)對象均為前艙； 步驟三，確定防滑剎車系統(tǒng)的輸出電流 通過剎車電流和防滑電流確定輸出電流，具體是 根據(jù)剎車指令傳感器設(shè)定剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓為(0 3. 8)VAC，將所述剎車指令信號響應(yīng)輸出電壓轉(zhuǎn)換為左剎車電流L和右剎車電流Ikc ;所述左剎車電流L和右剎車電流Ikc均為(0 7. 5)mA ; 根據(jù)左機輪狀態(tài)計算出該左機輪的防滑電流Iw ;根據(jù)右機輪狀態(tài)計算出該右機輪的防滑電流Ikf ;所述左機輪的防滑電流Iw與右機輪的防滑電流Ikf均為一(0 7. 5)mA ;將得到的剎車電流和防滑電流相加，得到左輸出電流込和右輸出電流Ik ;具體是
全文摘要
一種教練型飛機的超控剎車控制方法，分別以前艙和后艙的剎車指令作為響應(yīng)對象，設(shè)置防滑剎車控制系統(tǒng)的超控電壓VK作為后艙解除前艙操作的最小剎車電壓。通過剎車電流和防滑電流確定輸出電流，并通過防滑剎車系統(tǒng)的輸出電流確定控制防滑剎車系統(tǒng)的剎車壓力。通過來自剎車指令傳感器的剎車指令信號值確定防滑剎車系統(tǒng)液壓鎖的狀態(tài)。開液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)根據(jù)左輸出電流IL大小輸出左剎車壓力PL；根據(jù)右輸出電流IR大小輸出右剎車壓力PR。關(guān)液壓鎖時，防滑剎車系統(tǒng)不輸出PL和PR。試驗證明，本發(fā)明實現(xiàn)了左機輪和右機輪的獨立控制，并能夠進行超控剎車系統(tǒng)BIT故障檢測，具有反應(yīng)速度快，安全性，維修性和智能化好的特點。
文檔編號B64C25/44GK102991670SQ201210488460
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者張仲康, 王波 申請人:西安航空制動科技有限公司