飞机防滑刹车系统新型控制策略研究

2012年03月21日11:48:15 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：计算机

方　滨，宋海滨，王　普
北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京

摘　　　要：飞机防滑刹车控制系统是重要的机载设备，对飞机的安全起飞和着陆有着重要作用。ＮＡＳＡ研究数据表明，传统的ＰＤ＋ＰＢＭ控制律在混合跑道刹车性能下降，且在低速段容易出现严重的打滑现象，导致系统刹车效率降低。对飞机防滑刹车系统的工作原理进行了分析，针对传统控制律的不足，提出了一种基于免疫ＰＩＤ的新型刹车控制策略。在计算机建立的飞机模型基础上，把刹车控制单元接入仿真回路，建立了半实物仿真系统，并将所提出的控制策略在变结合系数跑道上进行了刹车模拟试验。试验结果表明，该控制策略很好地改善了传统控制律的不足，有效地抑制了机轮打滑，大大提高了系统的刹车效率，缩短了刹车距离。

关　键　词：防滑刹车；滑移率；免疫ＰＩＤ；半实物仿真

１　引　言
作为重要的机载设备，防滑刹车系统对整个飞机的安全起着至关重要的作用。随着飞机起降重量与速度的增大，对防滑刹车系统也提出了更高的要求。无论从国内还是国外的飞机事故报道及统计数据来看，发生在起飞和着陆时因为防滑刹车系统未能正常工作的事故占很大比例［１］。飞机刹车系统是一个复杂的非线性系统，其刹车过程受到跑道状况、轮胎压力等诸多因素的影响，很难建立精准的动力学模型。目前，国内常用速度差加压力偏调（ＰＤ＋ＰＢＭ（ｐｒｅｓｓｕｒｅｂｉａｓｍｏｄｕｌａｔｅｄ））控制来设计防滑刹车系统的控制律。该控制律在干跑道上表现较好，但在低结合系数及混合跑道上效果明显变差，并存在严重的低速打滑现象［２］。为解决上述问题，本文借鉴生物免疫响应反馈理论［３］，并与传统控制律结合，提出了一种基于免疫ＰＩＤ的新型刹车控制方法。在真实的飞行环境下进行刹车控制试验十分危险，并且试验费用昂贵。因受客观条件限制，本文将部分真实实物接入仿真回路，在模拟真实的环境下对所提方法进行了刹车系统半实物仿真验证。试验结果表明，该控制方法增强了刹车系统的跑道适应能力，改善了飞机刹车系统的性能。

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