[发明专利]一种基于单片机直流伺服驱动智能滑行灯系统和方法

说明书

本发明属于飞机滑行灯技术领域，具体公开了一种基于单片机直流伺服驱动的智能滑行灯系统和方法，该系统通过传感系统感知飞机的转动角度，从而将信号传递给单片机控制器，通过直流伺服电机和电磁离合控制器等自适应调整左右灯罩的转动角度。目的在于通过单片机的伺服控制，结合逻辑门开关实现了飞机转弯滑行时，一侧的滑行灯随动转向的功能，有效避免了夜间弯道内侧因出现盲区而导致安全隐患、驾驶员焦虑等不利情况。

技术领域

本发明涉及飞机滑行灯技术领域，具体涉及一种基于单片机直流伺服驱动的智能滑行灯系统和方法。

背景技术

随着航空机外照明技术的不断进步，在满足各类灯具基本功能的情况下，逐渐对其驾驶安全性和舒适性提出了更高的要求。大型客机滑行灯一般都固定安装在前起落架的减振器柱上，当夜间在停机坪或滑行道转弯滑行时，即使有转弯灯的侧向补光，但由于照射距离有限，难免会在弯道内侧一定视距范围内出现盲区，这将会影响驾驶员对道面状况及周围环境更全面准确的判断，同时还会令其产生不适感，容易造成精神紧张从而引发疲倦。

自适应照明技术已经早在部分高校和科研院所作为研究项目展开讨论和研发，并且开始应用到了一部分车辆和机车上。但是由于滑行灯的安装条件相对比较苛刻，很难与驾驶舱内的操作设备产生联系，因而在能够保证此功能的同时应尽量实现小型化、轻量化以减小对整机平衡的影响。通常该类系统中多采用步进电机，但由于步进电机的低频特性较差(容易出现低频振荡)，无法满足滑行灯的自适应调整的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于单片机直流伺服驱动的智能滑行灯系统和方法，解决了转弯滑行时灯光利用率不够的问题，使灯具能够随着飞机的转向而发生相应的转动。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于单片机直流伺服驱动的智能滑行灯系统，包括飞机起落架上安装的左灯罩和右灯罩，所述左灯罩和右灯罩分别通过传动机构与电磁离合器装置吸合，所述电磁离合装置通过直流伺服电机与单片机控制器连接，所述单片机控制器与传感装置连接。

优选的，所述传动机构包括与灯罩连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮一侧的端面与压盘对应，所述压盘通过弹簧与电磁离合装置连接；所述电磁离合装置由单轴离合器和双轴离合器固连组成，所述双轴离合器的其中一轴与直流伺服电机的输出轴固定连接。

优选的，所述直流伺服电机与电磁离合装置之间设置有齿轮减速器，所述传感装置包括安装在飞机起落架减震柱上的前轮转角传感器、安装于轮轴轴套端部的滑行速度传感器、安装在齿轮减速器输出轴上的光电编码器。

优选的，所述前轮转角传感器、滑行速度传感器为光电式传感器。

一种基于单片机直流伺服驱动智能滑行灯的方法，包括以下步骤：

(1)在单片机上烧录转角模型模块，根据预设前轮转角δ和速度v确定滑行灯理论转角θ；

(2)通过光电编码器测得飞机的实际角位移；

(3)根据滑行灯理论转角θ和飞机的实际角位移求得转角误差e和误差变化率ec，以此作为模糊PID控制模块的输入；

(4)单片机输出的数字信号经过D/A转换和PWM功率放大器与直流伺服电机连接，将输出的数字信号转化为具有不同时间占空比的电压信号，对直流伺服电机调速。

优选的，所述转角模型模块中的转角模型为：其中，H为飞机前轮与主机轮的距离，R为转弯半径。

优选的，滑行灯理论转角S＝S1+S2+S3，S2＝v₀t₀；S3为最低视线距离；

其中，S为停机视距，v₀为制动前的滑行速度，μ为滑行道道面摩擦系数，g为重力加速度。