[发明专利]一种飞机刹车控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞机防滑刹车控制领域，特别涉及一种飞机刹车控制系统。

背景技术

飞机刹车系统是飞机上具有相对独立功能的子系统，承受飞机的动、静态载荷及着陆时的动能，实现飞机的制动控制。

飞机刹车制动主要靠刹车时轮胎和地面间产生的结合力来使飞机减速。影响结合力大小的主要因素是结合系数μ。该系数与滑移量σ之间存在一个复杂的非线性关系，在整个刹车过程中，存在一个μ最大值，它对应的滑移量σ为最佳滑移量。在整个刹车过程中，飞机速度不断下降，因此滑移量σ也不断变化，必然引起结合系数μ变化。为了达到最佳刹车，应不断调节刹车力矩，使刹车机轮在结合系数为最大值或者在其附近区域的情况下产生运动。目前在刹车系统对结合系数μ-滑移量σ的处理中，通常结合系数μ取为定值，这与实际情况存在较大差异。也有采用多级滑移量σ的计算方法来实现结合系数μ随滑移量σ变化而变化，但控制效果并不理想。

并且现有刹车系统根据不同的跑道状况，由速度反馈单元不断地对参考速度进行修正，虽然具有一定的自适应能力，但当飞机从干路面进入水路面时，会引起刹车减速率的突变，从而引起系统和起落架的震动。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞机刹车控制系统，通过用DSP模拟神经网络和单片机实现模糊控制相结合，组成DSP和单片机的双机系统，提高了原有飞机防滑刹车的性能，减少了制动距离和制动时间，受路面影响小，具有很好的控制鲁棒性。

(二)技术方案

一种飞机刹车控制系统，包括轮速采集单元、计数单元、模拟神经网络单元、存储单元、模糊控制单元、数模转换单元、功率驱动单元和刹车执行单元；所述轮速采集单元实时检测飞机刹车机轮的转速，输出脉冲信号，送入所述计数单元；所述计数单元统计一定时间内收到的所述脉冲信号数量，送入所述模拟神经网络单元进行处理；所述模拟神经网络单元根据结合系数-滑移量曲线计算出期望的所述刹车机轮转速，同时所述模拟神经网络单元读取所述轮速采集单元采集的所述脉冲信号计算出所述刹车机轮的实际转速，并计算出期望的所述刹车机轮转速与所述刹车机轮的实际转速二者之间的差值及所述差值的变化率，送入所述模糊控制单元；所述存储单元保存模拟神经网络需要的参数；所述模糊控制单元根据所述差值及所述差值的变化率，输出调节电流的数字信号，送入所述数模转换单元；所述数模转换单元对所述调节电流的数字信号进行数模转换，输出所述调节电流的模拟信号送入所述功率驱动单元；所述功率驱动单元对所述调节电流的模拟信号进行处理放大，以驱动所述刹车执行单元；所述刹车执行单控制所述刹车机轮的刹车压力，实现模糊刹车；

所述轮速采集单元包括转速传感器、第一和第二运算放大器、第一三极管、第一二极管、第一～第九电阻和第一～第三电容，其中所述转速传感器选用CSHG-06霍尔效应转速传感器，所述第一和第二运算放大器选用LM258，所述第一二极管为肖特基二极管，所述第一和第三电容为电解电容；

所述数模转换单元包括D/A转换器和第四电容，其中所述D/A转换器选用AD7528；

所述功率驱动单元包括第三和第四运算放大器、第五～第十电容和第十电阻，其中所述第三和第四运算放大器选用双运算放大器TL082。

进一步的，所述模拟神经网络单元选用数字信号处理器DSP5402。

进一步的，所述计数单元选用可编程计数器/定时器8253。

进一步的，所述存储单元选用高速Flash存储器INTEL28F010A。

进一步的，所述模糊控制单元选用单片机89C52。

进一步的，所述刹车执行单元为伺服阀。

(三)有益效果

本发明提供了一种飞机刹车控制系统，通过用DSP模拟神经网络和单片机实现模糊控制相结合，组成DSP和单片机的双机系统，利用模拟神经网络计算出的期望机轮转速和转速传感器实际测得的机轮转速之间的差值对飞机的刹车执行机构进行自适应调节，实现模糊刹车，提高了原有飞机防滑刹车的性能，减少了制动距离和制动时间，受路面影响小，具有很好的控制鲁棒性，其系统结构简单，成本低廉，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有很好的可扩展性，为神经网络和模糊控制在嵌入式系统中得到广泛的应用提供了新的方法。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种飞机刹车控制系统的结构框图。

图2为本发明所涉及的一种飞机刹车控制系统的轮速采集单元电路原理图。