无人机全电刹车系统的关键技术研究

为了提高无人机(UAV)现有刹车系统的刹车性能和刹车效率,文中针对无人机全电刹车系统的设计,介绍了刹车系统的组成并与传统的液压刹车系统进行了对比,简要分析了无人机全电刹车系统的结构特点,特别针对无人机全电刹车系统的关键技术即电作动机构和刹车控制盒的设计进行了详细的分析,对刹车控制盒所采用的控制律即多门限PID控制方法进行了简要说明,并利用仿真软件MATLAB中的SlMULINK工具建立了基本的模型,结果表明全电刹车系统无论是在刹车性能还是在刹车效率上都明显优于传统的液压刹车系统.     

飞机全电刹车系统电作动机构研究

介绍了飞机全电刹车系统的基本结构和工作原理,并分析了全电刹车系统相对于传统液压刹车系统的独特特点,特别针对电刹车系统的核心部件电作动机构进行了深入而细致的研究,给出了相应的设计计算方法。     

飞机全电刹车系统性能分析

研究飞机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性,为了准确建立无人机着陆动态模型,利用飞机全电刹车系统的组成及工作原理,建立了六自由度飞机全电刹车系统整体模型,采用滑移率式控制方式对飞机进行防滑控制。针对某型飞机的着陆滑跑过程,在MATLAB/SIMULINK仿真环境下进行了数字仿真,得出了飞机地面滑跑刹车的动态响应。结果表明,所建立的机体及刹车系统模型合理有效;采用参数自调节模糊-PID方法控制的全电刹车系统具有良好的作动响应及刹车性能。     

一种新型电静液作动飞机刹车系统

多电飞机已成为现代飞机的发展趋势,其刹车系统不再采用传统的液压刹车.提出一种用于多电飞机刹车系统的泵控和阀控相结合的电静液刹车系统.首先分析了电静液作动器的工作原理和数学模型,对电静液机构进行了单独的控制仿真;接着对飞机刹车系统进行数学建模,并将这种电静液作动飞机刹车系统进行控制仿真.仿真结果表明,基于电静液作动器的刹...     

飞机液压刹车系统数字仿真研究

该文以某飞机机型为研究对象,对液压刹车系统的建模、控制方法以及系统仿真作了深入的研究。在考虑飞机防滑刹车系统的特点和各组成部分物理特性的基础上,建立了系统仿真的整体数学模型;采用PBM控制思想完成了控制回路的设计,并在MATLAB6．1／SIMULINK仿真环境下进行了系统仿真分析与研究。另外给出了干、湿两种跑道的仿真结果,并进行了刹车性能的比较分析。该文的仿真结果曲线与真实刹车物理试验曲线基本吻合,从而证明了建模的合理性。所进行的数字仿真也为刹车系统的设计和研究提供了一定的理论依据。     

基于DSP+CPLD的无人机双余度全电刹车系统设计与实现

为了提高无人机现有刹车系统的刹车性能和刹车效率,文章针对无人机双余度全电刹车系统进行设计,介绍了双余度全电刹车系统的原理及结构特点,特别对无人机双余度全电刹车系统的关键技术即半物理防滑控制盒和驱动控制器的设计进行了详细分析;设计了以DSP+CPLD为控制核心的28V低压刹车驱动控制器,通过半物理实验表明刹车过程压力平稳均衡,系统工作高效可靠,控制性能能够满足无人机全电刹车系统的要求。     

基于滑模变结构的飞机防滑刹车控制器设计

以飞机全电刹车为研究背景,采用滑模变结构控制策略,设计刹车防滑控制策略,解决传统刹车效率低、机轮深度打滑、低速刹车性能差等问题.在控制策略中,以最佳滑移率为目标函数,设计滑模面,实现刹车防滑控制.由于滑模控制的强鲁棒性,可有效提高系统的抗干扰能力.仿真结果可知,滑移率控制在最佳滑移率附近,刹车效率高,可消除机轮深度打滑现象,防滑效果优良.     

民机电驱动刹车系统动力学研究综述

温室效应对全球环境产生了巨大的影响,飞机在高空飞行过程中排放的废气相较于地面排放对大气影响更大.并且商业航线也朝着更密集的趋势发展,为了实现航空出行的无碳化,促使商业飞机朝着多电,甚至全电化发展.相较于传统飞机,多电和全电飞机的刹车系统都采用电驱动代替液压驱动,而电驱动刹车系统的性能品质是多电/全电飞机安全稳定着陆的关键因素之一.通过总结国内外有关多电/全电飞机以及电驱动刹车的技术发展历程,介绍了民用多电飞机电驱动刹车的结构组成,以及此类电驱动刹车各子系统、子系统之间交互的动力学建模方法.由于电驱动刹车系统可以归结为由多个刚性子系统组成的多体系统,子系统之间的接触因为间隙、摩擦存在不连续的相互作用力.另外,飞机在着落接地瞬间存在冲击,滑跑过程中主机轮由于存在滑动,与地面的摩擦力系数随时间变化,这些也会给整个刹车系统引入不连续性.民用多电飞机电刹车系统的子系统之间接触力存在不连续而引起的系统交互的不连续,以及外部不连续激励引发电刹车系统产生复杂动力学行为的机理是未来的研究重点.     

基于六自由度模型的飞机刹车仿真研究

针对飞机着陆刹车三自由度仿真模型存在的不足,研究了六自由度飞机对象建模的基本方法和原理,并给出了飞机机体的空间运动方程.考虑了飞机纵横向之间的耦合作用和决定飞机刹车性能的因素,没有对刚体运动模型做简化处理,直接根据牛顿第二定律推导出机体全量非线性方程,结合飞机起落架的纵横向刚度模型和传统液压刹车系统模型.建立了六自由度飞机刹车系统整体模型,并且基于maflab/simulink对其数学模型进行了转化,建立了可在计算机上实现的数学仿真模型,给出了湿跑道下仿真结果.结果表明,所建立的六自由度飞机刹车系统模型能够充分表征飞机着陆刹车的实际运行特性,为飞机刹车性能的改善和视景系统更多参数的体现提供了基础和前提.     

基于DSP的飞机全电刹车测试系统的设计与实现

介绍了在飞机全电刹车测试系统中,应用高性能F2812 DSP,根据飞机动力学模型,模拟飞机刹车过程的真实环境,从而测试全电刹车系统的性能.实验结果表明,此系统能够准确可靠地向控制器实时传送飞机速度以及机轮角速度,较好地模拟了刹车过程的外部环境,实现了预定的测试功能.     

Implementable strategy research of brake energy recovery based on dynamic programming algorithm for a parallel hydraulic hybrid bus

The purpose of this paper is to develop an implementable strategy of brake energy recovery for a parallel hydraulic hybrid bus. Based on brake process analysis, a dynamic programming algorithm of brake energy recovery is established. And then an implementable strategy of brake energy recovery is proposed by the constraint variable trajectories analysis of the dynamic programming algorithm in the typical urban bus cycle. The simulation results indicate the brake energy recovery efficiency of the accumulator can reach 60% in the dynamic programming algorithm. And the hydraulic hybrid system can output braking torque as much as possible.Moreover, the accumulator has almost equal efficiency of brake energy recovery between the implementable strategy and the dynamic programming algorithm. Therefore, the implementable strategy is very effective in improving the efficiency of brake energy recovery.The road tests show the fuel economy of the hydraulic hybrid bus improves by 22.6% compared with the conventional bus.     

基于DSP2812的电惯量模拟控制系统设计

电惯量技术即是按照一定的控制算法用电动机的输出力矩和转速来模拟机械惯量的方法。为了保证电惯量控制系统的控制性能,该文在阐述电惯量控制系统工作原理的基础上,建立了电惯量控制的数学模型,采用TI公司的DSP2812控制芯片作为核心控制单元,构成了电惯量控制系统的框架集成硬件平台,并对之进行软件分析与设计。该系统内部的神经网络PID控制模块,实现了电动机对机械惯量制动器的模拟。试验结果表明,该系统稳定可靠,响应速度快。     

电动车回馈制动的零相位误差跟踪控制研究

电动车回馈制动的特性对控制策略提出了越来越高的要求,为提高系统的控制精度和响应速度,将零相位误差跟踪控制(ZPETC)引入电动车回馈制动控制中。分析了ZPETC的控制原理,设计电动车回馈制动的ZPETC控制系统,建立了仿真模型并进行仿真分析。仿真结果表明ZPETC可以十分有效地提高电动车回馈制动跟踪效果,将具有广泛的应用前景和实际意义。     

基于交流电机的电惯量控制系统算法研究

电惯量技术即是用电动机按照一定的控制算法输出力矩和转速来模拟机械惯量的方法。目前出现的各种电惯量模拟方法,基本都没有考虑电动机各个变量之间的耦合作用,使得电惯量系统的动态性能和鲁棒性不佳。本文在建立基于惯性式汽车制动器电惯量控制系统模型的基础上,用交流电机作为驱动电机来模拟机械惯量,并针对交流电机变量之间没有解耦的问题,利用内模解耦控制算法对电惯量系统进行多变量解耦控制。文中用MATLAB软件对系统进行了仿真研究,仿真结果表明,解耦后系统的快速性、稳定性、鲁棒性比不解耦系统的性能有明显改善。     

基于Matlab／Simulink的汽车ABS建模与仿真

该文以单轮车辆为研究对象,建立整车数学模型、轮胎模型、制动器模型、液压系统模型和滑移率的计算模型。对所建立的汽车ABS数学模型进行仿真研究,得出仿真曲线。仿真结果表明,建立的ABS数学模型可靠,能达到较为理想的制动控制效果,验证了汽车ABS具有良好的制动性能和方向操纵性。     

Plug_in电动车能量管理控制器研究

基于模糊神经网络算法研究设计Plug_in混合动力汽车整车能量管理控制器。将驾驶行为用神经网络进行建模,驾驶模式、踏板(油门和刹车)位置以及当前车轮力矩作为神经网络输入,目标力矩作为输出;将道路类型、目标力矩、电池SOC、当前车轮力矩为模糊输入变量,以满足整车动力性能、燃油经济性和极限边界极值为约束条件,对混合动力汽车的能量进行分配与管理,并在DSP硬件平台设计实现能量管理控制器。测试表明,行驶里程在40 km内时,样车等价燃油经济性最好,随着行驶里程的增加,燃油经济性下降,整个测试过程中样车动力性能以及各部件工况良好。     

电动自行车鼓式制动器的有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对某电动自行车鼓式制动器进行瞬态动力学仿真,以非等载荷数组施加于与领蹄、从蹄相连的摩擦衬片,模拟制动过程中制动鼓和摩擦衬片的应力分布,并以摩擦衬片为研究对象,从材质、厚度、起始角三方面对制动器进行结构改进,为电动自行车鼓式制动器设计软件的开发提供数据参考。     

A force reflected exoskeleton-type masterarm for human-robot interaction

Two human-robot interactions, including a haptic interaction and a teleoperated interaction, are explored with a new exoskeleton-type masterarm, in which the electric brakes with the torque sensor beams are used for force reflection. In the haptic interaction with virtual environment, the masterarm is used as a haptic device and tested to examine how the resistant torque of the electric brake for the force reflection is implemented in contact regime prior to conducting the teleoperated interaction. Two types of virtual environments, a rigid wall with high stiffness (hard contact with 10 [KN/m]) and a soft wall with low stiffness (soft contact with 0.1 [N/m]), are integrated with the masterarm for the haptic interaction. In hard contact, large force is fed back to the human operator, and makes the human operator hardly move. The electric brake with the torque sensor beam can detect the torque and its direction so that it allows free motion as well as contact motion by releasing or holding the movement of the operator. The experimental results show how the electric brake is switched from contact to free regime to allow the operator to move freely, especially when the operator intends to move toward the free regime in contact. In soft contact, the force applied to the human operator can be increased or decreased proportionally to the torque amount sensed by the torque sensor beam, thus the operator can feel the contact force proportional to the amount of the deformation during the contact. Finally, the masterarm is integrated with the humanoid robot, CENTAUR developed at Korea Institute of Science and Technology to conduct a pick-and-place task through the teleoperated interaction. It is examined that the CENTAUR as a slave robot can follow the movement of the operator.     

基于神经网络的飞机静液刹车系统设计

针对无人机的滑跑安全问题,为有效缩短刹车距离,提高刹车效率,设计了一种新型的静液刹车系统;根据新型刹车系统的特点,并综合考虑飞机机体、机轮、跑道状况的特性,以及刹车系统的非线性和不确定性,难以精确控制的特点,设计了神经网络控制器(NNC);并将神经网络控制器,新型刹车系统和飞机滑跑模型应用于仿真环境,建立了整体的仿真模型;仿真结果表明,采用神经网络的刹车系统鲁棒性增强,刹车效率提高,明显优于采用传统控制律的刹车系统。     

Application of SEUMRE global optimization algorithm in automotive magnetorheological brake design

In this paper, the superior performance of a novel space exploration and unimodal region elimination global optimization algorithm, SEUMRE, is demonstrated through comparisons with other well known global optimization techniques, including genetic algorithm (GA), simulated annealing (SA), and a highly nonlinear design problem—the optimal design of automotive magnetorheological brake (MRB). Unlike the conventional brakes, an MRB employs the interaction between a magnetorheological fluid and an applied magnetic field to generate the retarding braking torque. The SEUMRE design optimization algorithm was used to maximize the braking torque and minimize the weight of the brake structure. The computation time and optimized design parameters illustrated SEUMRE’s capability to converge to an accurate result faster than the conventional global optimization methods. However, SA provided significantly better optimization results than GA and SEUMRE in terms of the cost function.