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.     

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.     

飞机全电刹车驱动器设计与关键技术研究

为提高全电刹车系统驱动器的静态、动态性能和可靠性,提高刹车系统的执行能力,针对系统中的关键技术进行了研究,在充分发挥DSP与CPLD功能的基础上,提出了合理的控制策略、软件设计和硬件设计,并对影响电路可靠性的因素进行了分析,提出了解决方案;在不同的工作状态下进行了试验,检验了驱动器的各项性能;试验结果表明,该设计性能优良,能够满足全电刹车系统的要求。     

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.     

基于改进ABC-RBF神经网络的飞机全电刹车系统故障自动诊断方法

飞机全电刹车系统在飞机的着陆与起飞阶段起到关键作用,随着该系统自动化程度逐渐升高,如何确保该系统运行的安全性、稳定性、可靠性成为亟待解决的问题。现有的故障诊断方法存在存在诊断平均误差值较高、耗时较长的问题,设计基于改进ABC-RBF神经网络的飞机全电刹车系统故障自动诊断方法。设计采用“USB接口+ARM+FPGA”的硬件架构方式,由上位机、信号衰减电路等构成的故障信号采集器,实施飞机全电刹车系统故障信号采集。对于采集信号,设计基于互信息与变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)的信号降噪算法对其实施降噪处理。采用改进后的ABC算法对RBF神经网络参数进行寻优,确保寻优参数的有效性。并引入模糊集合的概念来提高网络的性能,利用梯度下降法进行网络训练更新,降低诊断结果误差。最后,输入降噪信号,利用优化训练后的RBF神经网络实现飞机全电刹车系统的故障自动诊断。实验测试结果表明,该方法的偏离因子值最低达到0.08×10-3,三种故障的平均诊断迭代时间均较短,其中主起落架“走步”故障的平均诊断迭代时间最短。     

飞机飞控作动系统电静液作动技术研究综述

介绍了电静液作动器(EHA)的优势,论述了飞机采用EHA作动技术的收益。介绍了国内外EHA的发展现状,描述了EHA作动技术中高可靠高速液压泵的设计和高效大功率伺服控制器设计的难点,以及高功重比电机技术、电机控制策略和EHA监控器设计的重点。最后结合现有EHA作动技术缺陷以及新时期航空技术装备发展的不足,对EHA作动技术的未来发展趋势进行展望。     

无人机全电式自主刹车系统滑模极值搜索控制

常规主动刹车系统采用在线辨识跑道特征的算法,但仍需依赖摩擦模型先验知识,难以应对复杂跑道工况.为克服上述问题,提出一种滑模极值搜索控制策略并应用于无人机全电式自主刹车系统.考虑电动作动机构非线性特性,建立系统的状态空间模型并合理简化为严格反馈形式,采用超扭曲算法估计结合系数的梯度,结合反馈线性化控制律得到刹车压力参考值,证明此控制作用下可实现对未知最优滑移率的渐近跟踪.采用反演控制的思想设计无抖振滑模控制器实现对参考刹车压力的跟踪.利用Lyapunov方法获得系统的渐近稳定性条件并分析控制参数对系统的影响.半实物仿真试验结果表明控制策略的有效性.     

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.     

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.     

舵机电动加载测试系统设计及数值仿真研究

舵机电动加载测试系统用来模拟铰链力矩对电动舵机进行加载。针对由于加载对象主动运动引起的多余力矩问题,影响系统稳定性和跟踪精度等性能。为提高系统设计性能,从舵机加载测试系统的硬件搭建和控制方式两个方面考虑,搭建了电动加载测试系统,并建立了系统的简化数学模型,采用BP神经网络算法控制系统的模型进行仿真与分析。仿真结果表明舵机加载测试系统的阶跃响应速度和对力矩指令的动态跟踪性能明显提高,从而为小功率的舵机电动加载测试系统的工程化提供一定的理论依据。     

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。     

飞机防滑刹车系统副温度场研究

在飞机制动系统刹车副温度场优化问题的研究中,由于飞机制动过程摩擦产生的高温可严重影响刹车副的热机械性能,出现热衰退现象,影响飞机着陆安全,但又无法通过测量得到温度场分布.为解决上述问题,提出建立综合多方面因素的刹车副温度场计算模型.建立了具有热辐射边界条件飞机刹车副温度场计算的有限元模型,考虑了飞机制动过程中热生成率的...     

基于模糊神经网络的飞机防滑刹车系统研究

以某型飞机刹车系统为研究对象,为了使该系统以最佳滑移率工作,防止陷入深度打滑和获得最大的刹车结合系数,提出了一种智能飞机防滑刹车系统的设计方案,制定出刹车控制规律并对整个刹车系统进行了仿真。改进了现有飞机刹车防滑系统的控制算法,应用神经网络BP算法实时获取最佳滑移率,利用模糊神经网络实现快速逼近给定滑移率,并采用基于数字信号处理器（DSP）的硬件电路实现了智能刹车控制。实验结果表明,飞机防滑刹车效率有了明显改进,鲁棒性增强。     

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...