一种用于起落架和刹车的电静液能源系统及其控制方法与流程

本发明属于电静液作动器，更具体地，涉及一种用于起落架和刹车的电静液能源系统及其控制方法。

背景技术：

1、电静液作动器是航空航天领域常用的一种功率电传作动器，包括液压作动筒、电液伺服阀、功能分配阀和转速传感器等。其中电液伺服阀是作动器的关键部件，它接受控制指令并将电信号转化为液压控制信号，推动作动筒运动，作动筒内的位移传感器将位移信号转化为电信号并反馈给作动器伺服控制电路，形成位置闭环控制。

2、飞机刹车系统在飞机上是一个相对独立的子系统，其作用是承载飞机的静态重量、动态冲击载荷以及吸收其滑行所产生的动能并在各个过程中对其进行有效控制。无人机刹车系统要求自身体积小、质量小，工作效率高。在无人机起飞和降落刹车过程中，能源系统接收到上位机发出的左、右刹车占空比，能源系统根据飞控系统给定的刹车占空比，控制左、右刹车装置的压力，满足无人机起飞、降落滑跑阶段刹车纠偏、刹停等功能。在液压能源系统失去动力后，能通过应急能源将左、右刹车压力保持在一个定值上。

3、现有技术中，刹车系统和起落架系统分别由独立的子系统进行驱动和控制，造成飞行器上设施较多，重量增加，并且占用空间较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种用于起落架和刹车的电静液能源系统及其控制方法，解决现有技术中刹车系统和起落架系统分别由独立的子系统进行驱动和控制，不利于飞行器减重和空间利用率的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种用于起落架和刹车的电静液能源系统，包括：

3、油箱；

4、两个电机和两个液压泵，每个所述电机与一个所述液压泵连接，用于驱动所述液压泵，所述液压泵的输入端与所述油箱连接，两个所述液压泵的输出端分别连接有第一输出管路和第二输出管路，所述第一输出管路和所述第二输出管路分别连接有左刹车管路和右刹车管路，且所述第一输出管路和所述第二输出管路的末端连接有起落架起落管路；

5、两个二位三通电磁阀，每个所述二位三通电磁阀的第一接口与所述起落架起落管路连接，每个所述二位三通电磁阀的第二接口经过一个第一电磁开关阀与起落架作动器的一个接口连接，每个所述二位三通电磁阀的第三接口通过排油管路与所述油箱连接；

6、两个第二电磁开关阀，分别设置在所述左刹车管路和所述右刹车管路上，所述左刹车管路和所述右刹车管路分别与左刹车作动器和右刹车作动器连接；

7、压力传感器，用于检测所述左刹车管路和所述右刹车管路内的刹车压力信息；

8、转速传感器，用于检测所述电机的转速信息；

9、位移传感器，用于检测所述起落架作动器的位移信息；

10、机轮速度传感器，用于检测机轮的速度信息；

11、控制器，包括刹车控制模块和起落架控制模块，所述刹车控制模块用于根据所需压力、所述压力信息、所述转速信息和所述速度信息控制所述电机的转速和所述第一电磁开关阀的开闭，所述起落架控制模块用于根据所述位移信息控制所述第二电磁开关阀的通断。

12、可选地，所述电机为无刷直流电机，所述液压泵为双向定排量泵。

13、可选地，所述第一输出管路和所述第二输出管路上分别设置有一个单向阀。

14、可选地，所述起落架起落管路上设置有第一安全阀，所述第一安全阀通过安全管路与所述油箱连接。

15、可选地，所述油箱内设置有温度传感器，所述油箱的一侧设置有油箱接头，所述油箱的顶部设置有安装座，所述电机、所述液压泵、所述二位三通电磁阀、所述第一电磁开关阀、所述第二电磁开关阀、所述压力传感器均设置在所述安装座上，形成至少一个插装阀组，所述安装座的一侧设置有多个管路接头。

16、可选地，还包括应急驱动结构，所述应急驱动结构包括应急气源，所述应急起源连接有第一应急管路和第二应急管路，所述第一应急管路与所述起落架作动器连接，用于起落架的应急下落，所述第二应急管路通过第一分支管路和第二分支管路分别与所述左刹车作动器和右刹车作动器连接。

17、可选地，所述应急气源包括气瓶，所述气瓶的出口设置有第一安全减压阀，所述第一应急管路与所述第一安全减压阀连接，且所述第一应急管路上设置有第一单向开关阀，所述第二应急管路在所述安全减压阀与第一单向开关阀之间的位置连接在所述第一应急管路上，所述第二应急管路上依次设置有第二单向开关阀和第二安全减压阀。

18、可选地，所述控制器还包括应急控制模块，所述应急控制模块用于控制所述应急驱动结构启动。

19、可选地，还包括故障检测单元，所述故障检测单元包括电流给定通道故障检测模块、电机转速传感器故障检测模块、电机故障检测模块、压力传感器开路故障检测模块和压力长时间不能建立故障检测模块。

20、本法还提供一种用于起落架和刹车的电静液能源系统的控制方法，用于控制上述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，包括：

21、构建用于起落架和刹车的电静液能源系统与起落架作动器、左刹车作动器和右刹车作动器的控制模型；

22、获取压力传感器、转速传感器和位移传感器的检测结果，并基于获取到的检测结果及控制模型构建控制系统；

23、设计控制系统的控制策略，采用三闭环式的抗积分饱和pid控制方法；

24、基于控制策略控制所述用于起落架和刹车的电静液能源系统运行。

25、本发明提供一种用于起落架和刹车的电静液能源系统及其控制方法，其有益效果在于：该用于起落架和刹车的电静液能源系统具有两个电机和两个液压泵，形成两路驱动，两路驱动不仅可以共同驱动起落架作动器进行起落架的起落，还能够分别单独驱动左刹车作动器和右刹车作动器进行刹车的控制，能够实现刹车、纠偏等功能，集成了电静液能源系统同时对起落架和刹车的驱动和控制，在控制部分，采用压力传感器、转速传感器和位移传感器分别检测刹车的压力信息、电机的转速信息和起落架的位移信息，以此作为反馈，利用控制器对刹车压力、滑跑纠偏及起落架的收起和放下进行精准闭环控制，并且对各个阀门的开闭、换向进行控制，实现对刹车和起落架的一体化操控，简化结构，节省空间，并且有利于飞行器的轻量化设计。

26、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述电机为无刷直流电机，所述液压泵为双向定排量泵。

3.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述第一输出管路和所述第二输出管路上分别设置有一个单向阀。

4.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述起落架起落管路上设置有第一安全阀，所述第一安全阀通过安全管路与所述油箱连接。

5.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述油箱内设置有温度传感器，所述油箱的一侧设置有油箱接头，所述油箱的顶部设置有安装座，所述电机、所述液压泵、所述二位三通电磁阀、所述第一电磁开关阀、所述第二电磁开关阀、所述压力传感器均设置在所述安装座上，形成至少一个插装阀组，所述安装座的一侧设置有多个管路接头。

6.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，还包括应急驱动结构，所述应急驱动结构包括应急气源，所述应急起源连接有第一应急管路和第二应急管路，所述第一应急管路与所述起落架作动器连接，用于起落架的应急下落，所述第二应急管路通过第一分支管路和第二分支管路分别与所述左刹车作动器和右刹车作动器连接。

7.根据权利要求6所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述应急气源包括气瓶，所述气瓶的出口设置有第一安全减压阀，所述第一应急管路与所述第一安全减压阀连接，且所述第一应急管路上设置有第一单向开关阀，所述第二应急管路在所述安全减压阀与第一单向开关阀之间的位置连接在所述第一应急管路上，所述第二应急管路上依次设置有第二单向开关阀和第二安全减压阀。

8.根据权利要求6所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，所述控制器还包括应急控制模块，所述应急控制模块用于控制所述应急驱动结构启动。

9.根据权利要求1所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，还包括故障检测单元，所述故障检测单元包括电流给定通道故障检测模块、电机转速传感器故障检测模块、电机故障检测模块、压力传感器开路故障检测模块和压力长时间不能建立故障检测模块。

10.一种用于起落架和刹车的电静液能源系统的控制方法，用于控制权利要求1-9任一项所述的用于起落架和刹车的电静液能源系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种用于起落架和刹车的电静液能源系统及其控制方法，涉及电静液作动器技术领域，包括：油箱；两个电机和两个液压泵，两个液压泵的输出端分别连接有第一输出管路和第二输出管路，第一输出管路和第二输出管路分别连接有左刹车管路和右刹车管路，且第一输出管路和第二输出管路的末端连接有起落架起落管路；两个二位三通电磁阀，每个二位三通电磁阀的第二接口经过一个第一电磁开关阀与起落架作动器的一个接口连接；两个第二电磁开关阀，分别与左刹车作动器和右刹车作动器连接；解决现有技术中刹车系统和起落架系统分别由独立的子系统进行驱动和控制，不利于飞行器减重和空间利用率的问题。

技术研发人员：吴超,任江,李思覃,张锦阳,张傲
受保护的技术使用者：彩虹无人机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24