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.     

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。     

无人机全电刹车系统的建模与仿真研究

无人机全电刹车系统在减小失火危险,减轻飞机重量,降低维护要求以及显著改善刹车力矩控制和防滑性能方面都有着传统液压刹车系统无法比拟的优点.文章研究了全电刹车系统的具体工作原理及整体结构,建立了系统各个组成部分的数学模型,特别针对电刹车系统所特有的部件和结构:电作动机构和刹车力矩反馈控制作了深入的研究,确定了电作动机构的具体结构,并在此基础上建立了系统整体的数学模型.并利用SIMULINK工具进行了仿真分析,给出了干跑道情况下的仿真结果,与实际情况基本吻合,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。     

飞机全电刹车控制系统CPLD控制

研究了全电刹车系统的整体组成结构、控制方案和系统硬软件设计等问题;在详细分析飞机刹车系统的工作原理和交流伺服技术的基础上,采用稀土永磁无刷方波直流电动机作为驱动部件,飞机期望滑移率控制和电机转速、电流控制的三环控制方式;以先进的数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)为核心,完成了数字式刹车控制器的硬件设计;该系统经过原理性实验,证明系统工作协调、稳定、可靠,实现了全电刹车系统的基本控制功能.     

基于非线性干扰观测器的飞机全电刹车系统滑模控制设计

飞机防滑刹车具有典型的强非线性、强耦合和参数时变等特点, 并且跑道环境的干扰容易对飞机的地面滑跑性能造成不利影响. 本文提出了一种基于非线性干扰观测器的飞机全电防滑刹车系统滑模控制设计方法. 首先, 考虑了实际刹车不确定性干扰条件下的防滑刹车动力学建模问题, 通过对高阶非线性刹车系统进行反馈线性化处理, 简化了基于严格反馈的模型. 其次, 基于对主轮打滑原因的深入分析, 设计了非线性干扰观测器对干扰进行在线估计, 并在控制律设计中引入补偿部分. 通过构造递归结构的快速终端滑模控制器来跟踪实时变化的最佳滑移率并建立稳定性条件, 实现了飞机全电防滑刹车系统的有限时间快速稳定并有效抑制了主轮锁定打滑. 通过在不同跑道状态下进行模拟仿真, 验证了本文提出的飞机防滑刹车控制策略可以有效地提高刹车效率.     

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.     

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。     

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...     

机轮刹车系统的控制与仿真技术

通过航空机轮刹车系统的控制类型、控制方式以及控制规律的现状分析,给出了目前航空机轮刹车控制系统存在的刹车偏航、爆胎、起落架抖动以及新型防滑控制律设计与应用等主要问题,提出了飞机防滑刹车控制系统的研究新领域:自动刹车技术、刹车余度控制技术、跑道自动识别技术以及电刹车系统的控制技术等;探讨了航空机轮刹车系统的模拟仿真技术、半实物仿真技术以及刹车系统的性能评估方法,展望了机轮刹车控制系统的研究方向和发展前景.     

Backstepping dynamic surface control for an anti-skid braking system

The electric aircraft landing system, as one of the important components of more electric aircraft (MEA) and all electric aircraft (AEA), has been a subject of interest in recent years. An anti-skid braking system (ABS), which is the crucial component of the electric aircraft landing system, has the function of regulating the wheel slip ratio such that the braking process operates in a stable state. In this paper, an approach that combines a nonlinear backstepping dynamic surface control (DSC) and an asymmetric barrier Lyapunov function (ABLF) is presented to not only track the reference slip ratio but also to avoid the slip ratio in the unstable region. We demonstrate that the proposed controller can guarantee the boundedness of the output constraints and the stability of the overall system. Using the ABLF allows one to relax the required initial conditions on the starting values of the wheel slip ratio and subsequently make the wheel slip constraints more flexible for various runway surfaces and runway transitions. The DSC is introduced to eliminate repeated differentiation resulting from ABLF synthesis, which can relax the restrictions on the high-order differentiability for stabilizing functions and the high power of wheel slip tracking error transformation. The proposed controller can avoid the negative effects of disturbance produced by repeated differentiation and can construct a simple controller for wheel slip control. The results of simulations with varying runway surfaces have validated the effectiveness of the proposed control scheme, in which the output constraints on the wheel slip ratio are guaranteed not to be violated and self-locking is avoided.     

多轮系防滑验证试验测控系统的设计与实现

在地面惯性试验台上进行刹车模拟试验,是目前国内外常用的测试机轮刹车系统功能与性能试验方法。充分地在地面对影响飞机刹车性能的问题进行验证和解决,使飞机机轮及刹车系统达到最理想的装机条件和工作状态,需要依靠先进的系统检测试验手段。针对此类问题,尤其是多起落架、多机轮配置的大型飞机刹车系统试验对于整个起落架性能及匹配性问题,开展了本系统的设计及验证工作。多轮系机轮刹车系统综合动力试验台验证及系统防滑试验具有系统监测控制、信息采集、数据解析、实时显示存储等功能,能直观地展示试验过程以及结果,进而全面验证大型飞机起降系统的综合性能。改良原来的多轮防滑刹车试验系统,完善并提供必要的试验条件,缩短了机轮试验研制周期,实现起落架、机轮、刹车系统集成的匹配性、协调性、安全性和可靠性测试,极大地降低了飞机试飞的风险和成本。     

基于Flash CS3的B737飞机起落架刹车系统模拟仿真

起落架刹车系统能在飞机着陆时配合扰流板与反推装置增大飞机的阻力,使之迅速减速,减小滑跑所需距离。运用Flash CS3软件对B737飞机液压动力刹车系统工作原理进行模拟仿真,用逐帧动画和补间动画两种方法将液压的流动方向以动画形式直观展现出来。详细分析了在人工刹车的工作方式下正常刹车、备用刹车和蓄压器刹车三种形式的工作过程。将两种仿真方法进行对比,结果表明:逐帧动画制作简单但表现形式欠佳,补间动画虽过程复杂但结果更加直观形象。针对B737飞机起落架刹车系统工作原理的动画模拟仿真,对刹车系统的学习、维修、研究和改进等具有一定的参考价值。     

舰载机纵向容错着舰系统设计

通常发生的舰载机着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的,而造成航迹控制性能下降的最主要因素是航母运动、舰尾流扰动和执行器故障.针对这些特殊情况,提出了一种容错控制方法,应用在纵向着舰系统中.首先采用基于非线性动态逆的滑模控制方法抑制舰尾流扰动影响,然后在此基础上,加入径向基神经网络,利用其对非线性项的万能逼近特性,来补偿执行器故障情况下造成的系统故障,进一步保证了舰载机对理想下滑道的精确跟踪,最后,加入不同类型的执行器故障对此方法进行测试.仿真结果表明,所设计的纵向容错着舰系统不仅具有较强的鲁棒性和容错能力,而且提高了舰载机着舰航迹控制精度.     

基于IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测

民用飞机着陆滑行仪表灯是故障检测系统的重要组成部分，因民用飞机在地面滑行过程中，电气接口易受到电磁干扰，引起着陆滑行仪表灯常亮故障，在飞行过程中增加了安全隐患。为此，提出引入IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测方法。分析仪表灯常亮故障产生的原因，利用Python编程数据采集飞机起飞、近进、降落、地面滑行时的照明信号及电气交联数据，通过控制逻辑，建立数据关联检测逻辑关系数据库。利用自适应多普勒补偿方法改进蝙蝠算法（IBA），检测着陆滑行灯常亮故障特征，在强迫选择部分，构建IBA-LSSVM模型，将分布式博弈和线性输出调节理论相结合，抵消外部干扰，完成着陆滑行灯常亮故障检测。Matlab仿真测试结果表明：所提方法的故障识别率均在95%以上，故障识别准确率可以达到97.3%，故障识别时间低于2ms，可有效识别故障数据，降低飞行安全隐患。     

飞机刹车系统故障诊断方法及其应用研究

刹车系统是飞机着陆制动的重要系统,其故障将直接影响飞机着陆安全.现阶段刹车系统多采用故障树分析法进行事后诊断,对故障预防效果有限.运用一元线性回归分析方法建立刹车系统输出刹车压力的预测区间,修正后作为刹车压力应正常分布的区间,将该区间作为检测手段并结合故障征兆判据,对刹车系统现有工作数据在区间上的分布情况进行分析和判断,以检测系统中是否存在故障征兆.实例验证结果表明:该诊断方法可以预先对刹车系统中存在的故障征兆进行检测,在运用工程知识对检测出的故障征兆进行隔离和排除后,可极大降低刹车系统再次工作时的故障发生率,故障预防效果显著.该诊断方法易实现,有助于弥补现阶段刹车系统故障诊断存在的不足,可推广使用,具有一定的应用前景.     

垂直加载机轮刹车试验测试系统设计与实现

带有起落架的航空机轮刹车试验装置是模拟飞机正常起飞、着陆过程检验刹车性能的重要设备,试验中要求完成与刹车有关的多个物理量的采集分析及其数据处理;文章首先介绍了机轮刹车测试系统的组成原理,分析了刹车试验中关键参数多维力的测量与解耦,详细说明了测试软件的分层设计模型和测试功能的实现;应用实践证明,多维力的现场标定与使用,提高了测量精度,集数据采集、分析、处理一体化的虚拟仪器测试软件,实现了测试工作的自动化,大大提高了测试效率.     

Output tracking control for a velocity-sensorless VTOL aircraft with measurement delays

In this paper, we develop a non-linear controller to achieve output tracking for a velocity-sensorless vertical take-off and landing (VTOL) aircraft in the presence of measurement delays. By applying the Pade approximation technique, the original controlled system is transformed into an augmented dimension system without any time delay. After constructing full-order observers, error coordinate transformation, and system decomposition, the tracking problem of the newly transformed system is changed into the stabilisation problem of two non-minimum phase subsystems and one minimum phase subsystem. The resulting controller not only forces the VTOL aircraft to asymptotically track the desired trajectories, but also drives the unstable internal dynamics, which stands for the non-minimum property of VTOL aircraft, to follow the causal ideal internal dynamics (IID) solved via the stable system centre (SSC) method. Numerical simulation results illustrate the effectiveness of the proposed controller.     

飞机起落架收放系统性能仿真与故障分析

由于飞机前起落架与主起落架收放方向不同导致前起落架更容易受气动阻力影响而产生收放不到位等故障。对此利用AMEsim对某型飞机前起落架进行建模仿真,并通过建立起落架机械模型完成作动筒受力分析,将一些单一因素和混合因素分别注入到模型中对起落架收放性能进行仿真实验。实验结果表明,单一因素中油泵泄漏、作动筒限流阀阻塞、作动筒内漏对系统性能影响较大,同时两个单一且无法引发起落架故障的因素,其叠加形成的混合因素却能引发起落架故障。仿真结果可用于指导起落架收放系统参数设计、故障分析及健康管理。