本发明涉及一种飞机在低速状态下对系统采集的机轮速度进行智能滤波、锁定飞机速度状态的刹车控制方法。
背景技术：
现多数飞机的刹车系统为电传刹车系统，不仅具有刹车功能也具有防滑功能，采用的防滑控制原理为基准速度+速度差的控制策略。刹车系统主要组成部件包括指令传感器，机轮速度传感器，伺服阀，液压锁等。
速度传感器在防滑刹车控制中起到非常重要的作用，刹车系统根据采集的机轮速度传感器输出信号进行防滑运算，输出防滑量，实现刹车系统的防滑功能。防滑刹车系统是否输出防滑量取决于基准速度与机轮速度的差值，若差值达到预设值即可输出防滑量，进而降低刹车系统的刹车压力。
刹车系统的防滑功能并不是飞机在着陆到速度停止整个范围内都具有防滑能力，而是在某一较低速度门限(刹车系统通常设定30+5km/h，称作防滑失效速度)以下，防滑功能应不工作，确保飞机在低速状态下能有效的对飞机进行制动。通常刹车系统低速时的处理方法为，系统实时采集机轮速度，当机轮速度在防滑失效速度以下就将设定基准速度等于采集到的机轮速度，这样理论上基准速度和机轮速度无差值，系统无防滑量输出，飞机在防滑失效速度以下时防滑功能失效，只刹车不防滑。
由于速度传感器在低速状态下输出信号的不稳定、信号异常波动及飞机复杂环境引起刹车系统的速度采集‘地’不稳定，产生纹波干扰信号，刹车系统会采集到虚假速度波动信号，虚假速度瞬间升高又降低。当飞机实际处于低速时，飞机的基准速度却跟随虚假的速度波动，基准速度值瞬间升高远远大于30+5km/h，机轮速度实时采集的速度在30+5km/h以下，基准速度和机轮速度存在差值符合产生防滑量的条件，刹车系统输出了防滑量，致使刹车系统在飞机实际处于防滑失效速度以下本应防滑不工作却进行了防滑，导致刹车系统无法正常输出预期的刹车压力，造成了飞机低速状态下的失压现象，给飞机的制动带来安全隐患。
该刹车系统实现了飞机在整个着陆过程的防滑刹车功能，但存在以下缺点：
1.安全性差，飞机在处于低速状态时仍可能出现刹车系统失压现象，不能刹停飞机；
2.在防滑失效速度以下未实现真正的防滑功能失效；
3.抗干扰能力差，飞机处于低速状态时不能有效滤除虚假速度波动的干扰；
4.对飞机处于的速度状态不能锁定。
技术实现要素：
发明目的
为提高现有飞机刹车系统防滑刹车控制水平，解决其在低速状态下的安全性差、抗干扰能力差、易失压等不足。
技术方案内容
本发明适用于飞机防滑刹车系统，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；
响应对象包括来自机轮速度传感器的机轮速度信号和来自刹车指令传感器的刹车指令信号，具体内容如下，
来自机轮速度传感器的机轮速度信号包括：
设置飞机防滑失效的速度电压门限Vr_Low；
左机轮速度电压Vw_L；
右机轮速度电压Vw_R；
来自刹车指令传感器的刹车指令信号包括：
左刹车指令电压Vb_L；
右刹车指令电压Vb_R；
飞机左机轮速度处于低速状态标识Vw_flag_Z，左侧计数标识Vw_num_Z；
飞机右机轮速度处于低速状态标识Vw_flag_R，右侧计数标识Vw_num_R。
步骤三确定飞机速度状态
当Vw_L连续50次小于Vr_Low，则Vw_flag_Z为0；否则计数清0；
当Vw_L连续30次大于Vr_Low，则Vw_flag_Z为1；否则计数清0。
步骤四确定输出的电流
根据左机轮速度信号计算出左侧机轮防滑量Vs_L；
根据右机轮速度信号计算出左侧机轮防滑量Vs_R；
根据左刹车指令信号计算出左侧机轮刹车量VB_L；
根据右刹车指令信号计算出右侧机轮刹车量VB_R；
综合后左、右侧刹车系统输出的刹车量V_OUT_L，V_OUT_R，计算如下：
当Vw_flag_Z为0时，V_OUT_L＝VB_L；
当Vw_flag_Z为1时，V_OUT_L＝VB_L-Vs_L；
V_OUT_L min＝m mA,V_OUT_L max＝n mA。
当Vw_flag_R为0时，V_OUT_R＝VB_R；
当Vw_flag_R为1时，V_OUT_R＝VB_R-Vs_R；
V_OUT_R min＝m mA,V_OUT_R max＝n mA。
式中m，n为常量。
步骤五，确定液压锁状态
开液压锁逻辑响应如下：
如果V_L≥a，V_R＜a，开液压锁，输出压力；
如果V_R≥a，V_L＜a，开液压锁，输出压力；
如果V_L≥a，V_R≥a，开液压锁，输出压力；
如果V_L＜a，V_R＜a，关液压锁，不输出压力；
式中，a为常量,具体为刹车指令传感器输出量经转换计算后的开液压锁门限电压数字量。
发明的技术效果
本发明的防滑刹车系统采用常规的电传防滑刹车系统。包含的执行部件有刹车指令传感器、防滑刹车控制盒、电液压力伺服阀及液压锁等。其特征在于将常规的防滑刹车系统抗虚假速度干扰能力低，刹车控制能力不足的问题得以解决，将防滑刹车系统的刹车控制能力提高到一个新水平。
本发明的刹车控制效果与常规刹车系统刹车控制效果对比见表1。
本发明的刹车控制效果与常规刹车系统刹车控制效果对比表
总之，本发明的低速智能滤波的飞机防滑刹车控制方法，能够有效的滤除低速状态下的异常速度干扰，实现低速下的只刹车不防滑，且飞机所处的速度状态可以自由切换，高效、安全的完成飞机的刹车控制任务。国、内外防滑刹车系统中没有采用改技术的报道和案例。
具体实施方式
以下结合具体实施方式详细说明本发明。
本实施例是一种新型的飞机低速智能滤波及刹车控制方法，该刹车控制方法应用的系统为常规的电传防滑刹车系统。
所述的智能滤波方法是一种飞机免受虚假速度干扰影响的滤波方法，所述的低速状态锁定方法是一种飞机所处速度状态的判断方法，所述的刹车控制方法是在飞机速度状态确定后进行的刹车控制方法。
本实施例包括以下步骤：
步骤一，判断电传防滑刹车系统的故障状态
所述判断电传防滑刹车系统的故障状态是采用常规方法，由防滑刹车控制盒发出BIT故障检测信号，电传防滑刹车系统的对刹车及防滑部件进行故障检测并产生反馈信号，防滑刹车控制盒接收反馈信号，判断刹车系统的故障状态。当电传防滑刹车系统无故障时，进行下一个步骤；当电传防滑刹车系统有故障时，停止对该机的刹车控制。
步骤二，确定响应对象
所述的响应对象指来自机轮速度传感器的机轮速度信号，来自刹车指令传感器的刹车指令信号。具体是：
设置飞机防滑功能失效的速度电压门限Vr_Low。本实例中，Vr_Low为30+5km/h。
左机轮速度电压Vw_L，本实施例中取值范围为(0～4.5)V；
右机轮速度电压Vw_R，本实施例中取值范围为(0～4.5)V；
左刹车指令电压Vb_L，本实施例中取值范围为(0～3.8)V；
右刹车指令电压Vb_R，本实施例中取值范围为(0～3.8)V；
飞机左机轮速度处于低速状态标识Vw_flag_Z，本实施例中取值范围为0或者1；
左侧计数标识Vw_num_Z，本实施例中取值范围为正整数，如1，2，3.....；
飞机右机轮速度处于低速状态标识Vw_flag_R，本实施例中取值范围为0或者1；
右侧计数标识Vw_num_R，本实施例中取值范围为正整数，如1，2，3.....；
步骤三确定飞机速度状态
当系统采集到Vw_L连续50次小于Vr_Low，则Vw_flag_Z为0；否则计数清0；
当系统采集到Vw_L连续30次大于Vr_Low，则Vw_flag_Z为1；否则计数清0。
说明：采集控制周期为20ms，间隔20ms采集一次。
本实施例中：
Vw_L为左机轮速度，实时连续采集，当Vw_L连续50次小于30+5km/h，则将Vw_flag_Z设置为0，此时判断飞机左机轮速度处于30+5km/h以下；若未连续50次以上小于30+5km/h，则Vw_num_Z设置为0；
Vw_R为右机轮速度，实时连续采集，当Vw_R连续50次小于30+5km/h，则将Vw_flag_R设置为0，此时判断飞机右机轮速度处于30+5km/h以下；若未连续50次以上小于30+5km/h，则Vw_num_R设置为0；
Vw_L为左机轮速度，实时连续采集，当Vw_L连续30次大于30+5km/h，则将Vw_flag_Z设置为1，此时判断飞机左机轮速度处于30+5km/h以上；若未连续30次以上大于30+5km/h，则Vw_num_Z设置为0；
Vw_R为左机轮速度，实时连续采集，当Vw_R连续30次大于30+5km/h，则将Vw_flag_R设置为1，此时判断飞机右机轮速度处于30+5km/h以上；若未连续30次以上大于30+5km/h，则Vw_num_R设置为0；
飞机速度状态确定与滤波方法即：当判断到“连续50次机轮速度低于防滑失效速度门限”条件满足一次，此后即使脉宽小于0.6s的虚假速度波动至防滑失效速度30+5km/h以上，系统仍判断飞机速度处于防滑失效速度30+5km/h以下。当判断到“连续30次机轮速度高于防滑失效速度门限”条件满足一次，则判断飞机速度处于防滑失效速度30+5km/h以上。
通过以上判断处理，该系统对飞机的速度状态进行了锁定，并对于小于0.6s的虚假速度进行了有效滤除，飞机所处的速度状态不受虚假速度的影响，且状态自由切换。
步骤四确定系统综合输出的刹车量
根据左机轮速度信号计算出左侧机轮防滑量Vs_L；
根据右机轮速度信号计算出左侧机轮防滑量Vs_R；
根据左刹车指令信号计算出左侧机轮防滑量VB_L；
根据右刹车指令信号计算出右侧机轮防滑量VB_R；
系统综合后左右侧输出的刹车量V_OUT_L，V_OUT_R，计算如下：
当Vw_flag_Z为0时，V_OUT_L＝VB_L； (1-1)
当Vw_flag_Z为1时，V_OUT_L＝VB_L-Vs_L； (1-2)
V_OUT_L min＝m mA,V_OUT_L max＝n mA,
当Vw_flag_R为0时，V_OUT_R＝VB_R； (2-1)
当Vw_flag_R为1时，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为常量。
本实施例中：
当判断到Vw_flag_Z为0时，左侧系统输出为V_OUT_L＝VB_L，表明飞机左轮处于防滑失效速度门限30+5km/h以下，左侧系统仅输出刹车量不输出防滑量，达到飞机处于低速状态时真正的防滑功能不起作用的刹车控制目的。
当判断到Vw_flag_Z为1时，左侧系统输出为V_OUT_L＝VB_L-Vs_L，表明飞机左轮处于防滑失效速度门限30+5km/h以上，左侧系统恢复正常的防滑刹车功能，达到防滑失效速度门限30+5km/h以上，系统可正常的进行防滑的刹车控制目的。
当判断到Vw_flag_R为0时，右侧系统输出为V_OUT_R＝VB_R，表明飞机右轮处于防滑失效速度门限30+5km/h以下，右侧系统仅输出刹车量不输出防滑量，达到飞机处于低速状态时真正的防滑功能不起作用的的刹车控制目的。
当判断到Vw_flag_R为1时，右侧系统输出为V_OUT_R＝VB_R-Vs_R，表明飞机右轮处于防滑失效速度门限30+5km/h以上，右侧系统恢复正常的防滑刹车功能，达到防滑失效速度门限30+5km/h以上，系统可正常进行防滑的刹车控制目的。
步骤五，确定液压锁状态
设置开液压锁门限常量0.21V:
如果V_L≥0.21V，V_R＜0.21V，开液压锁，输出压力；
如果V_R≥0.21V，V_L＜0.21V，开液压锁，输出压力；
如果V_L≥0.21V，V_R≥0.21V，开液压锁，输出压力；
如果V_L＜0.21V，V_R＜0.21V，关液压锁，不输出压力；
本实施例中，通过对各参数变化，测定本发明的效果，结果与预期一致,实现了对刹车系统的低速智能滤波、状态锁定及超强的刹车控制能力，提高了刹车系统的安全性与可靠性。