基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法，用于解决现有无人飞机防滑刹车控制方法安全性差的技术问题。技术方案是确定系统状态、响应对象、输出电流和液压锁状态，向飞行控制计算机发送状态信息。该方法用于攻击型无人飞机试样研制阶段进行试验或数据采集，降低风险，提高了无人飞机的安全性。在攻击型无人飞机作战时电磁环境受到敌方干扰，无人作战系统不再受控，这时自动启动飞行员控制防滑刹车系统。基于双模控制的无人飞机防滑刹车系统也适用于有座舱的其它类型飞机进行自动起降制动。
【专利说明】基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人飞机防滑刹车控制方法，特别涉及一种基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法。
【背景技术】
[0002]侦察型无人飞机，如美国“全球鹰”只有单一的着陆刹车控制模式，这种飞机由于体积小等原因，无法实现防滑刹车双模控制。攻击型无人飞机在外形上与普通的有人飞机相似，可以实现双模控制，但目前的攻击型无人飞机未提出基于双模控制的防滑刹车方法。攻击型无人飞机具有重量大、成本高的特点。防滑刹车控制系统在起飞、着陆过程中防滑刹车系统至关重要，因此，防滑刹车系统是否可靠，直接影响飞机的安全性。
[0003]常规无人飞机要么没有防滑刹车系统(主要是一些小型侦察型无人飞机)，要么只有单一接收飞行控制计算机进行控制的防滑刹车控制系统，不具备双模控制进行防滑刹车功能及特点。
[0004]文献“无人机全电刹车系统设计《科学技术与工程》2007年20期”公开了一种无人机全电刹车系统设计方法，提出了基于飞控进行防滑刹车的控制方法，未进行双模控制设计。
[0005]常规攻击型无人飞机的防滑刹车系统执行部件由防滑刹车控制盒、机轮速度传感器、电液压力伺服阀和电磁液压锁(或电机驱动控制器和电机)组成。基本的工作原理为:防滑刹车控制盒接收来自飞行控制计算机的刹车控制信号，分别进行停机刹车、收起落架刹车和正常着陆指令刹车。当刹车控制信号为停机刹车或收起落架刹车控制信号时，防滑刹车控制盒输出相应的定值刹车控制电流给电液压力伺服阀，电液压力伺服阀输出相应液压压力控制刹车。在输出控制电流时，电磁液压锁被同时打开。当刹车控制信号为正常着陆指令刹车控制信号时，防滑刹车控制盒输出正比于正常着陆指令刹车控制信号的刹车控制电流给电液压力伺服阀，电液压力伺服阀输出相应液压压力控制刹车。在输出控制电流时，电磁液压锁被同时打开。所述“正常着陆指令刹车控制信号”是指飞机着陆刹车过程中，由飞行控制计算机发出的控制刹车力大小的控制信号。
[0006]常规攻击型无人飞机的防滑刹车系统实现了无人飞机的防滑刹车功能，但该方法过于单一，存在以下缺点:
[0007]1.控制方法单一，抗干扰能力差；
[0008]2.有些现场数据无法获得；
[0009]3.试样阶段风险系数高，成本高；
[0010]经检索“中国期刊全文数据库”论文数据库有《一种飞机防滑刹车系统》、《无人机全电刹车系统设计》等文章中出现单一刹车系统等概念。
【发明内容】
[0011]为了克服现有无人飞机防滑刹车控制方法安全性差的不足，本发明提供一种基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法。该方法通过确定系统状态、响应对象、输出电流和液压锁状态，向飞行控制计算机发送状态信息。该方法用于攻击型无人飞机试样研制阶段进行试验或数据采集，降低风险，可以提高无人飞机的安全性。在攻击型无人飞机作战时电磁环境受到敌方干扰，无人作战系统不再受控，这时自动启动飞行员控制防滑刹车系统。基于双模控制的无人飞机防滑刹车系统也适用于有座舱的其它类型飞机进行自动起降制动。
[0012]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法，其特点是包括以下步骤:
[0013]步骤一，确定系统状态。
[0014]通过机内检测BIT进行故障检测，确保刹车系统无故障；
[0015]步骤二，确定响应对象。
[0016]根据来自飞行控制计算机的通讯信息设置通信标志，通讯链路故障或同步字、帧长度、校验和中至少一个错误，设置通信链路标志DO为0，否则设置通信链路标志DO为I。根据优先级设置通信控制标志，通信控制标志由飞行控制计算机或由飞行员操作控制。飞行员控制优先，设置通信控制标志Dl为0，否则设置通信控制标志Dl为I。逻辑响应如下:
[0017]如果DO为O且Dl为0，响应对象为飞行员，左刹车量\大小来自左刹车指令传感器输出量va，右刹车量Vk大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk，所述刹车量是指确定刹车力大小的刹车控制量；
[0018]如果DO为I且Dl为0，响应对象为飞行员，左刹车量'大小来自左刹车指令传感器输出量右刹车量Vk大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk ；
[0019]如果DO为O且Dl为I，响应对象为飞行员，左刹车量'大小来自左刹车指令传感器输出量右刹车量Vk大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk ；
[0020]如果DO为I且Dl为1，响应对象为飞行控制计算机，左刹车量\大小来自飞行控制计算机发送的数据帧中的左刹车指令数据字UARIY，右刹车量Vr大小来自飞行控制计算机发送的数据帧中的右刹车指令数据字UARTK。
[0021]响应对象逻辑切换如下:
[0022]I)由DO为I且Dl为I切换为
[0023]DO为I且Dl为O或
[0024]DO为O且Dl为I或
[0025]DO为O且Dl为O延时200ms响应飞行员。在延时的200ms内保持飞行控制计算机最后控制指令状态；
[0026]2)由DO为I且Dl为O或
[0027]DO为O且Dl为I或
[0028]DO为O且Dl为O切换为
[0029]DO为I且Dl为I延时20ms响应飞行控制计算机。在延时的20ms内保持飞行员最后控制指令状态；
[0030]3)在DO为I且Dl为O或
[0031]DO为O且Dl为I或
[0032]DO为O且Dl为O之间切换，响应对象不切换。
[0033]响应为飞行员时，若无飞行员控制，则延时5s进入自主刹车状态。进入自主刹车状态后，若飞行员恢复控制，自主刹车状态延时20ms被飞行员解除。
[0034]所述“自主刹车状态”是指由刹车系统的控制器自动给定刹车量对飞机实施刹车的状态，自动给定刹车量为飞行员或飞行控制计算机给定刹车量最大值的70%。
[0035]步骤三，确定输出电流。
[0036]将响应输出的左刹车量\转换为左刹车电流& ;
[0037]将响应输出的右刹车量Vr转换为右刹车电流Ικ。；
[0038]根据左、右机轮速度计算出防滑电流‘ Ikf，最终左、右输出电流Iy Ie计算如下:
[0039]
【权利要求】
1.一种基于双模控制的无人飞机防滑刹车控制方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，确定系统状态； 通过机内检测BIT进行故障检测，确保刹车系统无故障； 步骤二，确定响应对象； 根据来自飞行控制计算机的通讯信息设置通信标志，通讯链路故障或同步字、帧长度、校验和中至少一个错误，设置通信链路标志DO为O，否则设置通信链路标志DO为I ;根据优先级设置通信控制标志，通信控制标志由飞行控制计算机或由飞行员操作控制；飞行员控制优先，设置通信控制标志Dl为0，否则设置通信控制标志Dl为I ;逻辑响应如下: 如果DO为O且Dl为0，响应对象为飞行员，左刹车量\大小来自左刹车指令传感器输出量Va，右刹车量Vr大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk，所述刹车量是指确定刹车力大小的刹车控制量； 如果DO为I且Dl为0，响应对象为飞行员，左刹车量\大小来自左刹车指令传感器输出量右刹车量Vk大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk ； 如果DO为O且Dl为I，响应对象为飞行员，左刹车量'大小来自左刹车指令传感器输出量右刹车量Vk大小来自右刹车指令传感器输出量Vsk ； 如果DO为I且Dl为1，响应对象为飞行控制计算机，左刹车量\大小来自飞行控制计算机发送的数据帧中的左刹车指令数据字UARIY，右刹车量Vk大小来自飞行控制计算机发送的数据帧中的右刹车指令数据字UARTk ； 响应对象逻辑切换如下: 1)由DO为I且Dl为I切换为 DO为I且Dl为O或 DO为O且Dl为I或 DO为O且Dl为O延时200ms响应飞行员；在延时的200ms内保持飞行控制计算机最后控制指令状态； 2)由DO为I且Dl为O或 DO为O且Dl为I或 DO为O且Dl为O切换为 DO为I且Dl为I延时20ms响应飞行控制计算机；在延时的20ms内保持飞行员最后控制指令状态； 3)在DO为I且Dl为O或 DO为O且Dl为I或 DO为O且Dl为O之间切换，响应对象不切换； 响应为飞行员时，若无飞行员控制，则延时5s进入自主刹车状态；进入自主刹车状态后，若飞行员恢复控制，自主刹车状态延时20ms被飞行员解除； 所述“自主刹车状态”是指由刹车系统的控制器自动给定刹车量对飞机实施刹车的状态，自动给定刹车量为飞行员或飞行控制计算机给定刹车量最大值的70% ； 步骤三，确定输出电流； 将响应输出的左刹车量\转换为左刹车电流L ; 将响应输出的右刹车量Vr转换为右刹车电流Ik ；根据左、右机轮速度计算出防滑电流Iu，Ikf，最终左、右输出电流Iy Ik计算如下: Il = Ilc + Ilf ⑴
Il MiN_a Il Mx_b πιΑ
Ir — Irc + Irf (2)
Ir MiN_a Ir Mx_b πιΑ
式中，a, b 为常量,
【文档编号】B64C25/46GK103661934SQ201310577960
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】张仲康, 刘劲松, 王波 申请人:西安航空制动科技有限公司