起落架力和力矩分配器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在飛行器的起落架的受操縱的車架之間分配力和力矩需求的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]典型的飛行器具有包括多個裝有輪的起落架組件的起落架，當飛行器在地面上時，起落架支撐飛行器。起落架組件用于在諸如著陸、滑行、起飛的地面機動期間控制飛行器的移動。典型的大型噴氣動力飛行器包括朝向機身前面布置的可轉向前起落架(NLG)組件以及位于NLG組件后面并關于飛行器縱向軸橫向地分布的多個主起落架(MLG)組件(還被稱為車架)。每個MLG組件通常包括可操作以提供制動力和/或驅動力的一個或更多個致動器以分別地減速和/或加速該MLG組件的輪。
[0003]例如，通過控制座艙發(fā)出的控制命令確定在地面滑行機動期間在地面上的這樣的飛行器的移動。為了實現(xiàn)這些控制命令，起落架需要達到特定的縱向力要求和偏航力矩要求。本發(fā)明涉及確定待施加到每個MLG組件的驅動或制動力以便達到那些要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一方面提供一種飛行器的起落架力和力矩分配器系統(tǒng)，所述飛行器具有在前后方向上對準的縱向軸，垂直于所述縱向軸的垂直軸以及包括關于所述縱向軸對稱地布置的車架對的起落架組件，每個車架具有布置成制動和/或驅動一個或更多個輪的致動器，所述力分配系統(tǒng)包括:
[0005]分配模塊，所述分配模塊被布置成:接收包括與沿所述起落架組件的所述縱向軸的期望制動或驅動力對應的縱向力輸入要求、和與關于所述起落架組件的所述垂直軸的期望力矩對應的力矩輸入要求的輸入要求；并且被布置成使用所接收的輸入要求來計算輸出命令，所述輸出命令針對每個車架包括與要施加到所述車架的沿所述縱向軸的制動或驅動力對應的縱向力輸出命令以實現(xiàn)所述縱向力輸入要求，和與要施加到所述車架的沿所述縱向軸的制動或驅動力對應的力矩輸出命令以實現(xiàn)所述力矩輸入要求；以及
[0006]基于誤差的反饋回路模塊，被布置成:計算所述輸出命令和所述輸入要求之間的誤差；使用計算出的誤差來計算修正的縱向力要求和修正的力矩要求；并向所述分配模塊輸出所述修正的縱向力輸入要求和修正的力矩輸入要求，以分別作為所述輸入要求的縱向力輸入要求和力矩輸入要求被接收。
[0007]這樣，通過在每個車架處計算和施加特定的制動或驅動力，系統(tǒng)能夠直接實現(xiàn)總體起落架縱向力和偏航力矩要求?；谡`差的反饋回路模塊確保在車架處的制動或驅動力一起正確地實現(xiàn)縱向力和偏航力矩要求。
[0008]在優(yōu)選實施例中，基于誤差的反饋回路模塊包括第一閉環(huán)反饋回路和第二閉環(huán)反饋回路；所述第一閉環(huán)反饋回路被布置成計算多個縱向力輸出命令之和與所述縱向力輸入要求之間的第一誤差，并且所述第二閉環(huán)反饋回路被布置成計算多個力矩輸出命令之和與力矩輸入要求之間的第二誤差，并且所述基于誤差的反饋回路模塊被布置成使用所述第一誤差來計算所述修正的力輸入要求并使用所述第二誤差來計算所述修正的力矩輸入要求。
[0009]優(yōu)選地，分配模塊被布置成計算所述輸出命令、使得針對所述車架對中每個的縱向力輸出命令相同。這樣的對稱分配確?？v向力輸出命令的施加不會導致結果偏航力矩被施加到飛行器。
[0010]優(yōu)選地，分配模塊被布置成計算所述輸出命令、使得針對所述車架對中一個的力矩輸出命令與針對所述車架對中另一個的力矩輸出命令大小相等但是方向相反。這樣的反對稱分配確保力矩輸出命令的施加不會導致結果縱向力被施加到飛行器。這樣，縱向力輸出命令和力矩輸出命令完全去耦合。
[0011 ] 分配模塊可以被布置成通過以多個分配參數(shù)乘以所接收的輸入命令來計算所述輸出命令，每個分配參數(shù)與所述車架對中一個的致動器的特性相對應。這樣，當計算輸出命令時可以考慮諸如致動器的類型，或者在致動器之一的性能出現(xiàn)損失或故障這樣的因素?？梢愿鶕?jù)操作場景、系統(tǒng)布局、結構限制、致動器類型、致動器適應度以及致動器可用性中的一個或更多個來在運行時調(diào)整所述分配參數(shù)。
[0012]基于誤差的反饋回路模塊可以被布置成向所述第一誤差施加第一控制增益以計算所述修正的力輸入要求，并且向所述第二誤差施加第二控制增益以計算所述修正的力矩輸入要求。這樣，可以控制第一控制增益和第二控制增益的相對值以便控制修正的力輸入要求和修正的力矩輸入要求的相對值。
[0013]可以根據(jù)操作場景、系統(tǒng)布局、結構限制、致動器類型、致動器適應度以及致動器可用性中的一個或更多個在運行時調(diào)整控制增益，以便可以在計算修正的力輸入要求和修正的力矩輸入要求時考慮這樣的因素。
[0014]優(yōu)選地，可以在運行時調(diào)整所述第一和第二控制增益以優(yōu)先處理所述縱向力輸入要求或者所述力矩輸入要求。也就是說，為了適應不可能實現(xiàn)縱向力輸入要求和力矩輸入要求兩者的場景，可以設定第一和第二控制增益使得以犧牲縱向力輸入要求為代價實現(xiàn)力矩輸入要求，反之亦然。
[0015]替選地，系統(tǒng)可以包括優(yōu)先級飽和模塊，所述優(yōu)先級飽和模塊被布置成:接收所述縱向力輸入要求和力矩輸入要求；根據(jù)一個或更多個運行時調(diào)整的優(yōu)先級飽和值限制所述縱向力輸入要求或者所述力矩輸入要求；以及向所述分配模塊輸出所述縱向力輸入要求和力矩輸入要求?？梢愿鶕?jù)操作場景、系統(tǒng)布局、結構限制、致動器類型、致動器適應度以及致動器可用性中的一個或更多個調(diào)節(jié)優(yōu)先級飽和值。
[0016]系統(tǒng)可以包括動態(tài)飽和模塊，所述動態(tài)飽和模塊被布置成:從所述分配模塊接收所述輸出命令；接收多個運行時調(diào)整的動態(tài)飽和值；以及根據(jù)所述動態(tài)飽和值限制所述輸出命令。因此，可以限制輸出命令以確保例如，基于運行時得到的信息沒有致動器過載。動態(tài)飽和值的每一個取決于操作場景、系統(tǒng)布局、結構限制、致動器類型、致動器適應度以及致動器可用性中的一個或更多個。
[0017]替選地，系統(tǒng)可以包括動態(tài)飽和模塊，所述動態(tài)飽和模塊被布置成:從所述分配模塊接收所述輸出命令；接收多個運行時調(diào)整的動態(tài)飽和值；以及根據(jù)所述動態(tài)飽和值限制所述輸出命令，并且其中所述優(yōu)先級飽和模塊被布置成對超出所述動態(tài)飽和值的所接收的縱向力輸入要求和所述力矩輸入要求中每一個的一部分進行最優(yōu)的再分配。因此，在不可能實現(xiàn)輸出命令的情況下(例如，因為這需要致動器過載)，可以修改輸入要求以便提供可實現(xiàn)的輸出命令。
[0018]系統(tǒng)可以包括重新配置模塊，所述重新配置模塊被布置成在不干擾其連續(xù)操作的情況下接收指示操作場景、系統(tǒng)布局、結構限制、致動器類型、致動器適應度以及致動器可用性中的一個或更多個的重新配置參數(shù)，并且在所述一個或更多個參數(shù)中發(fā)生變化的情況下基于上述重新配置參數(shù)輸出優(yōu)先級飽和值、動態(tài)飽和值、第一和第二控制增益和/或分配參數(shù)。通過接收重新配置數(shù)據(jù)，可以提高系統(tǒng)對會增加影響制動系統(tǒng)操作的各種飛行器參數(shù)的意識。制動系統(tǒng)例如可以響應于重新配置參數(shù)適應性改變制動操作、以在不同的操作條件下維持性能，例如在故障模式期間。
[0019]在以上和以下的描述中，術語縱向是指沿飛行器的前后縱向軸，或者翻滾軸的方向，術語偏航是指繞飛行器的垂直軸，或者偏航軸的旋轉。
【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
[0021]圖1a和圖1b分別地示出了飛行器的示意性側視圖和平面圖；以及
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的力