飞机全电防滑刹车控制器设计

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1、西北工业大学硕士学位论文飞机全电防滑刹车控制器设计姓名：蔡文举申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：林辉20070301摘要飞机全电防滑刹车系统是多电飞机中的一个重要部分，其中刹车控制器是系统的核心。系统以数字式控制器代替过去的模拟控制器，机电作动器代替传统的液压作动器，极大地提高了飞机的刹车效率和性能。论文根据飞机全电防滑刹车系统的工程化要求，设计了一种飞机实用的全电防滑刹车控制器，详细介绍了控制器的硬件和软件设计，并对控制策略进行了深入研究。论文对滑移率控制量进行了剖析，详细分析了滑移率与结合系数的关系、飞机机轮的受力分析和防滑刹车的原理。刹车控制器由防滑控制器和电机

2、驱动控制器两部分组成。本文提出了双余度作动器，即四个无刷直流电机驱动四个滚珠丝杠布局的机电作动结构，并介绍了作动器的结构、剖示图和三级齿轮传动装置，分析了永磁无刷直流电机的结构和控制原理。在硬件电路设计上，防滑控制器采用TMS320F2812和外围电路构成速度捕获电路，完成滑移率偏差的控制并输出刹车压力信号。电机驱动控制器采用TMS320F2812和外围电路构成了电流采样、过流保护、压力调节和信号隔离等功能电路，利用CPLD(EPM7128AE)实现无刷直流电机的转子位置信号的逻辑换相，由门极驱动芯片IR2130及其外围电路构成了三相全桥逆变电路以驱动无刷直流电动机。在软件设计上，软件

3、以C语言和汇编语言相结合的方法实现了系统的控制。系统采用以滑移率环为外环、压力环为中间环和电流环为内环的三闭环控制策略。控制算法仍然采用常规PTD调节偏差控制并对其进行了改进。文章提出了模糊控制调节PID参数的控制策略，建立了常规PID控制和模糊控制模块。仿真曲线表明，模糊控制调节PID参数的控制比常规PID控制的响应速度加快、超调量大大减小、过渡时间变短、刹车距离缩短和稳定性好。当在系统的压力信号处引入了干扰时，模糊控制调节PID参数的控制方法抗干扰能力很强，能很好的满足系统的控制要求。关键词：飞机全电防滑刹车系统，机电作动器，无刷直流电机，滑移率，模糊控制ABSTRACTAeroc

4、raflelectricanti·-skidbrakingsystemisanimportantpartofmulti—-electricaerocraft，inwhichbrakingcontrolleristhemostimportantpart．ThetraditionalanalogcontrollerisreplacedbythedigitalcontrollerandthehydraulicactuatorisreplacedbytheelectromechanicalactuatoLwhichimprovestheaerocraftbrakingefficiencyand

5、performancegreatly．Accordingtotheaerocraflelectricanti-skidbrakingsystem’Sprojectrequest，apracticalaerocraflelectricanti—skidbrakingcontrollerisdesigned，thedesignofthecontrollerhardwareandsoftwareisintroducedindetailandthecontrolstragetyisstudiedindepth．Slipratiocontrolvariableisstudied．Thepaper

6、analysestherelationshipbetweenslipratioandattachmentcoefficientindetail，aerocraflwheel’Sforceandtheanti—skidbrakingprinciple．Thebrakingcontrolleriscomposedoftheanti—skidcontrollerandthemotordrivecontroller．ThetworedundancyactuatorisputforwardwhichisthestructureoffourbrushlessDCmotorsdrivingfourb

7、allscrews．ThestructureofactuatoLcross—sectionalviewandtriplegeareddriveequipmentisintroduced，andthestructureandcontrolprincipleofpermanent-magnetbrushlessDCmotorisanalysed．Inhardwaredesigning，TMS320F2812anditsperipheralcircu