本發明涉及一種飛機在低速狀態下對系統采集的機輪速度進行智能濾波、鎖定飛機速度狀態的剎車控制方法。

背景技術：

現多數飛機的剎車系統為電傳剎車系統，不僅具有剎車功能也具有防滑功能，采用的防滑控制原理為基準速度+速度差的控制策略。剎車系統主要組成部件包括指令傳感器，機輪速度傳感器，伺服閥，液壓鎖等。

速度傳感器在防滑剎車控制中起到非常重要的作用，剎車系統根據采集的機輪速度傳感器輸出信號進行防滑運算，輸出防滑量，實現剎車系統的防滑功能。防滑剎車系統是否輸出防滑量取決于基準速度與機輪速度的差值，若差值達到預設值即可輸出防滑量，進而降低剎車系統的剎車壓力。

剎車系統的防滑功能并不是飛機在著陸到速度停止整個范圍內都具有防滑能力，而是在某一較低速度門限(剎車系統通常設定30⁺⁵km/h，稱作防滑失效速度)以下，防滑功能應不工作，確保飛機在低速狀態下能有效的對飛機進行制動。通常剎車系統低速時的處理方法為，系統實時采集機輪速度，當機輪速度在防滑失效速度以下就將設定基準速度等于采集到的機輪速度，這樣理論上基準速度和機輪速度無差值，系統無防滑量輸出，飛機在防滑失效速度以下時防滑功能失效，只剎車不防滑。

由于速度傳感器在低速狀態下輸出信號的不穩定、信號異常波動及飛機復雜環境引起剎車系統的速度采集‘地’不穩定，產生紋波干擾信號，剎車系統會采集到虛假速度波動信號，虛假速度瞬間升高又降低。當飛機實際處于低速時，飛機的基準速度卻跟隨虛假的速度波動，基準速度值瞬間升高遠遠大于30⁺⁵km/h，機輪速度實時采集的速度在30⁺⁵km/h以下，基準速度和機輪速度存在差值符合產生防滑量的條件，剎車系統輸出了防滑量，致使剎車系統在飛機實際處于防滑失效速度以下本應防滑不工作卻進行了防滑，導致剎車系統無法正常輸出預期的剎車壓力，造成了飛機低速狀態下的失壓現象，給飛機的制動帶來安全隱患。

該剎車系統實現了飛機在整個著陸過程的防滑剎車功能，但存在以下缺點：

1.安全性差，飛機在處于低速狀態時仍可能出現剎車系統失壓現象，不能剎停飛機；

2.在防滑失效速度以下未實現真正的防滑功能失效；

3.抗干擾能力差，飛機處于低速狀態時不能有效濾除虛假速度波動的干擾；

4.對飛機處于的速度狀態不能鎖定。

技術實現要素：

發明目的

為提高現有飛機剎車系統防滑剎車控制水平，解決其在低速狀態下的安全性差、抗干擾能力差、易失壓等不足。

技術方案內容

本發明適用于飛機防滑剎車系統，包括以下步驟：

步驟一，確定系統狀態；

通過機內檢測BIT進行故障檢測，確保剎車系統無故障；

步驟二，確定響應對象；

響應對象包括來自機輪速度傳感器的機輪速度信號和來自剎車指令傳感器的剎車指令信號，具體內容如下，

來自機輪速度傳感器的機輪速度信號包括：

設置飛機防滑失效的速度電壓門限Vr_Low；

左機輪速度電壓Vw_L；

右機輪速度電壓Vw_R；

來自剎車指令傳感器的剎車指令信號包括：

左剎車指令電壓Vb_L；

右剎車指令電壓Vb_R；

飛機左機輪速度處于低速狀態標識Vw_flag_Z，左側計數標識Vw_num_Z；

飛機右機輪速度處于低速狀態標識Vw_flag_R，右側計數標識Vw_num_R。

步驟三確定飛機速度狀態

當Vw_L連續50次小于Vr_Low，則Vw_flag_Z為0；否則計數清0；

當Vw_L連續30次大于Vr_Low，則Vw_flag_Z為1；否則計數清0。

步驟四確定輸出的電流

根據左機輪速度信號計算出左側機輪防滑量Vs_L；

根據右機輪速度信號計算出左側機輪防滑量Vs_R；

根據左剎車指令信號計算出左側機輪剎車量VB_L；

根據右剎車指令信號計算出右側機輪剎車量VB_R；

綜合后左、右側剎車系統輸出的剎車量V_OUT_L，V_OUT_R，計算如下：

當Vw_flag_Z為0時，V_OUT_L＝VB_L；

當Vw_flag_Z為1時，V_OUT_L＝VB_L-Vs_L；

V_OUT_L min＝m mA,V_OUT_L max＝n mA。

當Vw_flag_R為0時，V_OUT_R＝VB_R；

當Vw_flag_R為1時，V_OUT_R＝VB_R-Vs_R；

V_OUT_R min＝m mA,V_OUT_R max＝n mA。

式中m，n為常量。

步驟五，確定液壓鎖狀態

開液壓鎖邏輯響應如下：

如果V_L≥a，V_R＜a，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_R≥a，V_L＜a，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_L≥a，V_R≥a，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_L＜a，V_R＜a，關液壓鎖，不輸出壓力；

式中，a為常量,具體為剎車指令傳感器輸出量經轉換計算后的開液壓鎖門限電壓數字量。

發明的技術效果

本發明的防滑剎車系統采用常規的電傳防滑剎車系統。包含的執行部件有剎車指令傳感器、防滑剎車控制盒、電液壓力伺服閥及液壓鎖等。其特征在于將常規的防滑剎車系統抗虛假速度干擾能力低，剎車控制能力不足的問題得以解決，將防滑剎車系統的剎車控制能力提高到一個新水平。

本發明的剎車控制效果與常規剎車系統剎車控制效果對比見表1。

本發明的剎車控制效果與常規剎車系統剎車控制效果對比表

總之，本發明的低速智能濾波的飛機防滑剎車控制方法，能夠有效的濾除低速狀態下的異常速度干擾，實現低速下的只剎車不防滑，且飛機所處的速度狀態可以自由切換，高效、安全的完成飛機的剎車控制任務。國、內外防滑剎車系統中沒有采用改技術的報道和案例。

具體實施方式

以下結合具體實施方式詳細說明本發明。

本實施例是一種新型的飛機低速智能濾波及剎車控制方法，該剎車控制方法應用的系統為常規的電傳防滑剎車系統。

所述的智能濾波方法是一種飛機免受虛假速度干擾影響的濾波方法，所述的低速狀態鎖定方法是一種飛機所處速度狀態的判斷方法，所述的剎車控制方法是在飛機速度狀態確定后進行的剎車控制方法。

本實施例包括以下步驟：

步驟一，判斷電傳防滑剎車系統的故障狀態

所述判斷電傳防滑剎車系統的故障狀態是采用常規方法，由防滑剎車控制盒發出BIT故障檢測信號，電傳防滑剎車系統的對剎車及防滑部件進行故障檢測并產生反饋信號，防滑剎車控制盒接收反饋信號，判斷剎車系統的故障狀態。當電傳防滑剎車系統無故障時，進行下一個步驟；當電傳防滑剎車系統有故障時，停止對該機的剎車控制。

步驟二，確定響應對象

所述的響應對象指來自機輪速度傳感器的機輪速度信號，來自剎車指令傳感器的剎車指令信號。具體是：

設置飛機防滑功能失效的速度電壓門限Vr_Low。本實例中，Vr_Low為30⁺⁵km/h。

左機輪速度電壓Vw_L，本實施例中取值范圍為(0～4.5)V；

右機輪速度電壓Vw_R，本實施例中取值范圍為(0～4.5)V；

左剎車指令電壓Vb_L，本實施例中取值范圍為(0～3.8)V；

右剎車指令電壓Vb_R，本實施例中取值范圍為(0～3.8)V；

飛機左機輪速度處于低速狀態標識Vw_flag_Z，本實施例中取值范圍為0或者1；

左側計數標識Vw_num_Z，本實施例中取值范圍為正整數，如1，2，3.....；

飛機右機輪速度處于低速狀態標識Vw_flag_R，本實施例中取值范圍為0或者1；

右側計數標識Vw_num_R，本實施例中取值范圍為正整數，如1，2，3.....；

步驟三確定飛機速度狀態

當系統采集到Vw_L連續50次小于Vr_Low，則Vw_flag_Z為0；否則計數清0；

當系統采集到Vw_L連續30次大于Vr_Low，則Vw_flag_Z為1；否則計數清0。

說明：采集控制周期為20ms，間隔20ms采集一次。

本實施例中：

Vw_L為左機輪速度，實時連續采集，當Vw_L連續50次小于30⁺⁵km/h，則將Vw_flag_Z設置為0，此時判斷飛機左機輪速度處于30⁺⁵km/h以下；若未連續50次以上小于30⁺⁵km/h，則Vw_num_Z設置為0；

Vw_R為右機輪速度，實時連續采集，當Vw_R連續50次小于30⁺⁵km/h，則將Vw_flag_R設置為0，此時判斷飛機右機輪速度處于30⁺⁵km/h以下；若未連續50次以上小于30⁺⁵km/h，則Vw_num_R設置為0；

Vw_L為左機輪速度，實時連續采集，當Vw_L連續30次大于30⁺⁵km/h，則將Vw_flag_Z設置為1，此時判斷飛機左機輪速度處于30⁺⁵km/h以上；若未連續30次以上大于30⁺⁵km/h，則Vw_num_Z設置為0；

Vw_R為左機輪速度，實時連續采集，當Vw_R連續30次大于30⁺⁵km/h，則將Vw_flag_R設置為1，此時判斷飛機右機輪速度處于30⁺⁵km/h以上；若未連續30次以上大于30⁺⁵km/h，則Vw_num_R設置為0；

飛機速度狀態確定與濾波方法即：當判斷到“連續50次機輪速度低于防滑失效速度門限”條件滿足一次，此后即使脈寬小于0.6s的虛假速度波動至防滑失效速度30⁺⁵km/h以上，系統仍判斷飛機速度處于防滑失效速度30⁺⁵km/h以下。當判斷到“連續30次機輪速度高于防滑失效速度門限”條件滿足一次，則判斷飛機速度處于防滑失效速度30⁺⁵km/h以上。

通過以上判斷處理，該系統對飛機的速度狀態進行了鎖定，并對于小于0.6s的虛假速度進行了有效濾除，飛機所處的速度狀態不受虛假速度的影響，且狀態自由切換。

步驟四確定系統綜合輸出的剎車量

根據左機輪速度信號計算出左側機輪防滑量Vs_L；

根據右機輪速度信號計算出左側機輪防滑量Vs_R；

根據左剎車指令信號計算出左側機輪防滑量VB_L；

根據右剎車指令信號計算出右側機輪防滑量VB_R；

系統綜合后左右側輸出的剎車量V_OUT_L，V_OUT_R，計算如下：

當Vw_flag_Z為0時，V_OUT_L＝VB_L； (1-1)

當Vw_flag_Z為1時，V_OUT_L＝VB_L-Vs_L； (1-2)

V_OUT_L min＝m mA,V_OUT_L max＝n mA,

當Vw_flag_R為0時，V_OUT_R＝VB_R； (2-1)

當Vw_flag_R為1時，V_OUT_R＝VB_R-Vs_R； (2-2)

V_OUT_R min＝m mA,V_OUT_R max＝n mA,

式中m，n為常量。

本實施例中：

當判斷到Vw_flag_Z為0時，左側系統輸出為V_OUT_L＝VB_L，表明飛機左輪處于防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以下，左側系統僅輸出剎車量不輸出防滑量，達到飛機處于低速狀態時真正的防滑功能不起作用的剎車控制目的。

當判斷到Vw_flag_Z為1時，左側系統輸出為V_OUT_L＝VB_L-Vs_L，表明飛機左輪處于防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以上，左側系統恢復正常的防滑剎車功能，達到防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以上，系統可正常的進行防滑的剎車控制目的。

當判斷到Vw_flag_R為0時，右側系統輸出為V_OUT_R＝VB_R，表明飛機右輪處于防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以下，右側系統僅輸出剎車量不輸出防滑量，達到飛機處于低速狀態時真正的防滑功能不起作用的的剎車控制目的。

當判斷到Vw_flag_R為1時，右側系統輸出為V_OUT_R＝VB_R-Vs_R，表明飛機右輪處于防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以上，右側系統恢復正常的防滑剎車功能，達到防滑失效速度門限30⁺⁵km/h以上，系統可正常進行防滑的剎車控制目的。

步驟五，確定液壓鎖狀態

設置開液壓鎖門限常量0.21V:

如果V_L≥0.21V，V_R＜0.21V，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_R≥0.21V，V_L＜0.21V，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_L≥0.21V，V_R≥0.21V，開液壓鎖，輸出壓力；

如果V_L＜0.21V，V_R＜0.21V，關液壓鎖，不輸出壓力；

本實施例中，通過對各參數變化，測定本發明的效果，結果與預期一致,實現了對剎車系統的低速智能濾波、狀態鎖定及超強的剎車控制能力，提高了剎車系統的安全性與可靠性。