基于新型免疫控制器的飞机防滑刹车系统研究

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1、第32卷第10期计算机仿真2015年10月文章编号：1006—9348(2015)10—0059—05基于新型免疫控制器的飞机防滑刹车系统研究刘文胜，罗鑫，马运柱(中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：在飞机防滑刹车系统优化控制的研究中，由于传统的PD+PBM(比例、微分+压力偏调)控制律在低结合系数跑道上低速打滑、鲁棒性差。为提高刹车效率，提出了一种结合免疫PID控制和模糊控制的新型控制策略。以某型飞机为研究对象，对防滑刹车系统主体部分进行原理分析并建立模型，采用新型免疫控制器完成了控制回路的设计，

2、并在MATLAB／SIMU-LINK仿真环境下进行系统仿真。仿真结果表明，改进控制方法能够很好的改善传统控制律的不足，有效的减缓打滑现象，减少机轮打滑时间，提高了系统的刹车效率。关键词：飞机防滑刹车；模糊控制；仿真中图分类号：TP273文献标识码：BResearchonAircraftAnti——SkidBrakingSystemBasedonNewImmuneControllerLIUWen—sheng，LU0Xin，MAYun—zhu(StateKeyLaboratoryforPowderMetallurgy，Cent

3、ralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China)ABSTRACT：Foroptimalcontrolofaircraftanti—skidbrakingsystem，thetraditionalPD+PBM(ProportionDiffer-entiatiou+PressBiasModule)controlhastheproblemofpoorrobustnessandlowspeedskidonthelowcoefficientroad．Consideringthosedefec

4、ts，anewcontrolalgorithmcombinedwithimmunePIDcontrolandfuzzycontrolispro—posed．Inthepresentstudy，theprincipleofanti—skidbrakingsystemisanalyzedandthecorrespondingmodelisestablishedforacertaintypeofaircraft．Thedesignofthecontrolloopisaccomplishedbasedonnewpatternimm

5、unecontrollerandsimulatedinMATLAB／SIMULINKsoftware．ThesimulationresultsshowthatthecontrolmethodCanefficientlyovercometheshortcomingsoftraditionalcontrolalgorithm，slowdowntheskidphenomenon，reducetheskidtimeandimprovethebrakingperformance．KEYWORDS：Aircraftanti—skidb

6、raking；Fuzzycontrol；Simulation1引言作为一个重要的机载设备，防滑刹车系统对飞机的起飞、着陆安全有着至关重要作用。因此，对飞机防滑刹车系统性能的研究一直是航空界关注的重要课题。从国内外的飞机事故报道及统计数据来看，由于防滑刹车系统未能正常工作而在起飞和着陆时发生的事故占很大比例¨o。飞机刹车系统是一个复杂的非线性系统，其刹车过程受到飞机着落速度、跑道状况等诸多因素的影响，很难建立精确的数学模型。由于传统PID控制刹车效率低，系统鲁棒性基金项目：国家高技术研究发展计划(863重点计划)资助项目(2

7、009AA034300)收稿日期：2014—12—29差等特点，将智能控制方法与传统控制方法结合来研究飞机防滑刹车系统成为航空领域的研究方向。本文采用生物免疫响应反馈理论旧1及模糊控制理论口1，与传统控制律结合，提出一种新型的模糊免疫PID刹车控制方法。对刹车系统进行建模及仿真，试验结果表明该控制方法可以有效的改善飞机刹车系统的性能。2飞机刹车系统原理飞机着陆瞬间，受到地面结合力作用，机轮从静止状态加速至与机体速度相同状态，到前轮落地后刹车开始，由飞行员脚踩刹车，将刹车信号通过指令传感器传送到控制器中，控制器通过计算得出相

8、应的刹车控制电流并输出给刹车伺服阀，伺服阀根据电流的大小产生刹车压力，由刹车压力得到的刹车力矩作用在刹车装置上，与地面的结合力矩共同一59—控制机轮的转动⋯。而后通过机轮速度传感器检测到机轮瞬时速度反馈到防滑控制盒，控制器根据机轮速度和飞机速度相对差值来调节刹车控制电流，达到控制刹车压力的作用，实现防滑