飞机全电刹车系统性能分析.pdf

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1、第30卷第4期计算机仿真2013年4月文章编号：1006—9348(2013)04—0041—04飞机全电刹车系统性能分析冀美珊，魏小辉，张明，聂青(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏南京210016)摘要：研究飞机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性，为了准确建立无人机着陆动态模型，利用飞机全电刹车系统的组成及工作原理，建立了六自由度飞机全电刹车系统整体模型，采用滑移率式控制方式对飞机进行防滑控制。针对某型飞机的着陆滑跑过程，在MATLAB／sIMuLINK仿真环境下进行了数字仿真，得出了飞机地面滑跑刹车

2、的动态响应。结果表明，所建立的机体及刹车系统模型合理有效；采用参数自调节模糊一PID方法控制的全电刹车系统具有良好的作动响应及刹车性能。关键词：六自由度模型；着陆滑跑；全电刹车系统；滑移率中图分类号：TP391．9文献标识码：BPerformanceAnalysisofAircraftElectricBrakingSystemJIMei—shan，WEIXiao—hui，ZHANGMing，NIEQing(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense—AdvancedDe

3、signTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，NanjingJiangsu210016，China)ABSTRACT：Basedonthedynamicalcharacteristicsofaircraftingroundmotionduringlandingprocess，wesetupasix—degreefreedomaircraftelectricbrakingsystemmodelbyinvestigatingthec

4、ompositionandprincipleoftheelec-tricbrake，andtheslipratiocontrolmethodwasappliedforanti—skidcontr01．Foracertaintypeofaircraftingroundmotionduringlanding，thesimulationsystemWasdesignedwiththesimulationenvironmentofMATLAB／SIM—ULINK，andtheaircraftgrounddynamicresponseof

5、brakingwasconcluded．Theresultsshowthattheaircraftmodelandbrakingsystemmodelestablishedinthispaperarebasicallycorrectandtheelectricbrakingsystemcondonedbythefuzzy—PIDcontrolmethodhasgoodactuatingresponseandbrakingperformance．KEYWORDS：Sixdegreeoffreedommodel；Groundmoti

6、onduringlanding；Electricbrakingsystem；Slipratio1引言航空运输业的发展要求现代飞机必须同时具备良好的飞行特性和地面运动特性。地面滑跑是飞机安全起降过程的一个重要阶段，在起落架及地面载荷作用下，飞机的受力及工作状态会发生复杂的变化⋯。因此，建立能够精确描述飞机地面滑跑运动状态的数学模型，对进一步深入研究飞机滑跑控制、地面运动特性以及实现飞机安全着陆具有重要意义。刹车系统是飞机重要的机载设备，对飞机的起飞、着陆安全性有重要影响。随着多电技术的产生，全电刹车系统成为越来越多学者研究的重点和

7、目标。文献[2—4]建立了全电刹车系统模型，进行了全电刹车性能分析，然而采用的机收稿日期：2012—08—02体模型为三自由度模型；文献[5]建立了带有起落架数字模型的飞机防滑刹车系统模型，反映了飞机防滑刹车的作动过程；文献[6]建立了无人机着陆六自由度数学模型，较准确地反映了无人机着地滑行时的运动特性，但该模型未引入刹车系统；文献[7]将飞机的六自由度模型应用于传统的液压刹车系统，分析了飞机着陆滑跑时刹车系统的动态特性。本文在首先建立了飞机地面滑跑六自由度模型及全电刹车系统整体模型，然后以某型飞机为对象，采用滑移率控制方式基于

8、模糊一PID控制方法进行刹车控制器设计，最后对飞机着陆滑跑过程中的刹车响应进行研究。2飞机六自由度滑跑模型本文研究对象为国内某型前三点式起落架飞机，将整个飞机看作一个刚体，因此当飞机在地面滑跑时，可以认为飞机的重心高度不变。做如下假设：1)认为飞机不仅是刚体，而