一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法。本發(fā)明將起落架系統(tǒng)進行綜合化管理、監(jiān)控和控制，提高了飛機起落架控制的效率，使起落架系統(tǒng)智能化，有利于飛機機電系統(tǒng)與航電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合；通過計算機自主控制方式，能實時監(jiān)控起落架系統(tǒng)狀態(tài)，對起落架潛在的故障提前進行預(yù)警，提示飛行員及早做出處置，提高起落架系統(tǒng)收放控制的可靠性；計算機自主方式下，通過相關(guān)邏輯運算和判斷，增強起落架系統(tǒng)故障模式的容錯能力，提高起落架系統(tǒng)收放安全性；采用計算機自主方式，減少了傳統(tǒng)控制方式下的控制部件，對減輕飛機重量和降低飛機成本都有積極意義。
【專利說明】一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]飛機起落架系統(tǒng)是飛機的重要組成部分，此系統(tǒng)的工作性能直接影響到飛機的安全性和機動性。飛機起落架系統(tǒng)由前起落架、主起落架、機輪、護板、作動筒、液壓系統(tǒng)等組成。目前飛機上一般采用液壓驅(qū)動的方式來實現(xiàn)起落架的收放。在起落架系統(tǒng)控制上，傳統(tǒng)的控制手段是電傳機械手段控制，缺少容錯控制、狀態(tài)監(jiān)控、誤操作判別及屏蔽、液壓檢測等措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:提供一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法，提高飛機起落架系統(tǒng)的可靠性、安全性及可維護性。
[0004]技術(shù)方案:一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法，基于采用雙余度離散量功能模塊的起落架系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0005]步驟一、飛機處于地面狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號；
[0006]步驟二、起飛狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號；
[0007]步驟三、座艙發(fā)出收起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、護板放電磁閥信號；
[0008]步驟四、收起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架收電磁閥信號、手柄信號；
[0009]步驟五、收起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架收電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號;
[0010]步驟六、收起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號；
[0011]步驟七、襟翼著陸，離散量輸出功能模塊輸出起落架信號，提示飛行員放起落架；
[0012]步驟八、座艙發(fā)出放起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、護板放電磁閥信號；
[0013]步驟九、放起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架放電磁閥信號、手柄信號；
[0014]步驟十、放起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號;
[0015]步驟十一、放起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號;
[0016]步驟十二、著陸過程，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號。
[0017]有益效果:本發(fā)明將起落架系統(tǒng)進行綜合化管理、監(jiān)控和控制，提高了飛機起落架控制的效率，使起落架系統(tǒng)智能化，有利于飛機機電系統(tǒng)與航電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合；通過計算機自主控制方式，能實時監(jiān)控起落架系統(tǒng)狀態(tài)，對起落架潛在的故障提前進行預(yù)警，提示飛行員及早做出處置，提高起落架系統(tǒng)收放控制的可靠性；計算機自主方式下，通過相關(guān)邏輯運算和判斷，增強起落架系統(tǒng)故障模式的容錯能力，提高起落架系統(tǒng)收放安全性；采用計算機自主方式，減少了傳統(tǒng)控制方式下的控制部件，對減輕飛機重量和降低飛機成本都有積極意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為起落架系統(tǒng)收放狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖1。
[0019]圖2為起落架系統(tǒng)收放狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖2。
[0020]圖3為起落架收放過程框圖。
[0021]圖4為起落架控制模式模塊組成圖。
[0022]圖5為起落架系統(tǒng)控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述，請參閱圖1至圖5。
[0024]本發(fā)明引入余度計算機對飛機起落架狀態(tài)進行實時監(jiān)控，對起落架手柄命令進行正確識別，對控制邏輯進行實時解算并同步輸出起落架位置信號和相關(guān)狀態(tài)、告警信息到座艙指不系統(tǒng)。
[0025]針對飛機起落架系統(tǒng)地面、空中收上、空中放下狀態(tài)(即:起落架收放過程，如圖
1、2、3)，根據(jù)輸入信號，經(jīng)過邏輯運算和判斷，輸出終端起落架系統(tǒng)所需的控制指令，通過對液壓系統(tǒng)各閥門的控制來實現(xiàn)起落架和護板的收放動作，并將起落架的動作情況和故障情況發(fā)送至座艙指示系統(tǒng)，提示飛行員實時了解起落架和護板的狀態(tài)，以便進行相應(yīng)處理。
[0026]起落架系統(tǒng)控制機構(gòu)的啟動/關(guān)閉控制指令是以離散量的形式輸出，控制機構(gòu)為一個雙余度、高效、可靠的離散量閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集功能模塊、控制邏輯解算功能模塊、離散量輸出功能模塊組成。為了提高控制任務(wù)可靠性，離散量閉環(huán)控制系統(tǒng)中各功能模塊保持獨立；起落架離散量閉環(huán)控制系統(tǒng)控制原理和組成框圖見圖4、5。
[0027]離散量閉環(huán)控制系統(tǒng)中各功能模塊功能如下:
[0028]I)數(shù)據(jù)采集功能模塊實時采集機上起落架系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)信息；
[0029]2)控制邏輯解算功能模塊通過內(nèi)部總線收集起落架系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)信息，進行解算后參與控制邏輯運算，將運算結(jié)果以數(shù)字離散量的形式輸出到離散量輸出功能模塊，同時回采飛機上作動設(shè)備執(zhí)行結(jié)果，在規(guī)定時間內(nèi)將作動結(jié)果與運算結(jié)果進行比較，完成離散量控制系統(tǒng)的閉環(huán)檢測；
[0030]3)離散量輸出功能模塊將控制邏輯解算功能模塊輸出的控制指令以離散量的形式輸出到飛機起落架系統(tǒng)相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)。
[0031]本起落架控制系統(tǒng)設(shè)計主要由起落架、護板、作動筒、液壓系統(tǒng)、功率驅(qū)動盒、指示系統(tǒng)、計算機構(gòu)成。
[0032]為實現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的控制并避免誤操作，起落架收放控制過程應(yīng)通過判斷起落架與飛機所處的狀態(tài)以及座艙發(fā)出的控制信號來操作起落架和護板動作。在地面狀態(tài)，應(yīng)禁止響應(yīng)起落架收命令；在空中起落架收放過程中，應(yīng)保證護板收放到位再進行起落架的收放，否則，起落架有可能將護板損壞?？刂七^程還應(yīng)該保證中途取消操作以及更正操作的正確性(即:要能響應(yīng)飛行員的緊急糾正收、放起落架命令)。
[0033]由于起落架系統(tǒng)是關(guān)系飛行安全的重要系統(tǒng)，所以起落架控制要求很高的可靠性和準(zhǔn)確性。在計算機硬件設(shè)計上，起落架控制采用雙余度接口模塊，互為備份(即:主、輔離散量輸出功能模塊)；在計算機軟件控制上，起落架控制指令輸出條件的判斷留有冗余，即同一個起落架收放動作應(yīng)有多個互相備份的條件來確保其能正常運行，以避免飛機上個別起落架傳感器故障導(dǎo)致計算機無法正確輸出控制指令。
[0034]參與起落架控制判據(jù)的信號主要來自各起落架和護板的狀態(tài)信號及座艙手柄發(fā)出的控制信號，這些都是計算機的輸入信號。
[0035]2、各部件功能
[0036]起落架收上、放下狀態(tài)是通過起落架收電磁閥(是指起落架控制指令執(zhí)行對象)控制起落架的收上，通過起落架放電磁閥控制起落架的放下。
[0037]護板(或稱艙門)收上、放下狀態(tài)是通過護板收電磁閥(是指護板控制指令執(zhí)行對象)控制護板的收上，通過護板放電磁閥控制護板的放下。
[0038]作動筒將輸入的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的轉(zhuǎn)換裝置，對外做功和轉(zhuǎn)換能量，是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。在起落架收放中，通過液壓油的液壓能轉(zhuǎn)化為機械能使起落架靈活收放。
[0039]液壓系統(tǒng)用于驅(qū)動飛機起落架、護板收放。
[0040]功率驅(qū)動盒，即起落架電磁閥、護板電磁閥，用于控制起落架和護板的收放動作。[0041 ] 指示系統(tǒng)用于顯示起落架、護板收放狀態(tài)信息和告警信息。
[0042]計算機通過獲取機上起落架系統(tǒng)狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算和判斷，輸出飛機起落架系統(tǒng)所需的控制指令，并將起落架的狀態(tài)信息和告警信息發(fā)送至座艙指示系統(tǒng)，以提示飛行員起落架和護板的狀態(tài)，進行相應(yīng)處理。
[0043]3、控制實現(xiàn)過程
[0044]教練機的起落架帶有護板(或稱艙門)，當(dāng)起落架處于收放過程時打開，平時關(guān)閉。因此每次收、放起落架時都要放、收一次護板。一個完整的收起落架過程:放下護板一收上起落架一收上護板，一個完整的放起落架過程:放下護板一放下起落架一收上護板。
[0045]依據(jù)飛機放起落架過程和收起落架過程，通過計算機的數(shù)據(jù)采集功能模塊實時采集起落架系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，對起落架狀態(tài)進行實時監(jiān)控，對起落架手柄命令進行正確識別；通過控制邏輯解算功能模塊對起落架系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進行控制邏輯運算，將起落架系統(tǒng)控制指令、起落架位置信號和相關(guān)狀態(tài)以數(shù)字離散量的形式輸出到離散量輸出功能模塊，同時回采飛機上起落架作動設(shè)備執(zhí)行結(jié)果，在規(guī)定時間內(nèi)將作動結(jié)果與運算結(jié)果進行比較，完成起落架控制系統(tǒng)的閉環(huán)檢測，并同步輸出到座艙指示系統(tǒng)。
[0046]結(jié)合圖4，一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法，基于采用雙余度離散量功能模塊的起落架系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0047]步驟一、飛機處于地面狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號；
[0048]步驟二、起飛狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號；
[0049]步驟三、座艙發(fā)出收起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、護板放電磁閥信號；
[0050]步驟四、收起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架收電磁閥信號、手柄信號；
[0051]步驟五、收起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架收電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號;
[0052]步驟六、收起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號；
[0053]步驟七、襟翼著陸，離散量輸出功能模塊輸出起落架信號，提示飛行員放起落架；
[0054]步驟八、座艙發(fā)出放起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、護板放電磁閥信號；
[0055]步驟九、放起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架放電磁閥信號、手柄信號；
[0056]步驟十、放起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號;
[0057]步驟十一、放起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號;
[0058]步驟十二、著陸過程，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號。
[0059]本發(fā)明將起落架系統(tǒng)進行綜合化管理、監(jiān)控和控制，提高了飛機起落架控制的效率，使起落架系統(tǒng)智能化，有利于飛機機電系統(tǒng)與航電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合；通過計算機自主控制方式，能實時監(jiān)控起落架系統(tǒng)狀態(tài)，對起落架潛在的故障提前進行預(yù)警，提示飛行員及早做出處置，提高起落架系統(tǒng)收放控制的可靠性；計算機自主方式下，通過相關(guān)邏輯運算和判斷，增強起落架系統(tǒng)故障模式的容錯能力，提高起落架系統(tǒng)收放安全性；采用計算機自主方式，減少了傳統(tǒng)控制方式下的控制部件，對減輕飛機重量和降低飛機成本都有積極意義。
【權(quán)利要求】
1.一種基于手柄的教練機起落架系統(tǒng)自主控制方法，基于采用雙余度離散量功能模塊的起落架系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、飛機處于地面狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號； 步驟二、起飛狀態(tài)，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號； 步驟三、座艙發(fā)出收起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、護板放電磁閥信號； 步驟四、收起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架收電磁閥信號、手柄信號； 步驟五、收起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架收電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號；步驟六、收起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號； 步驟七、襟翼著陸，離散量輸出功能模塊輸出起落架信號，提示飛行員放起落架；步驟八、座艙發(fā)出放起落架命令，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、護板放電磁閥信號； 步驟九、放起落架過程放護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架收上位置信號、右起落架收上位置信號、前起落架收上位置信號、起落架放電磁閥信號、手柄信號； 步驟十、放起落架，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號、手柄信號； 步驟十一、放起落架過程收護板，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號；步驟十二、著陸過程，離散量輸出功能模塊輸出左起落架放下位置信號、右起落架放下位置信號、前起落架放下位置信號、起落架放電磁閥信號、護板收電磁閥信號。
【文檔編號】B64C25/28GK103640692SQ201310631747
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】李強, 董鵬輝, 張貫榮 申請人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司