飞机刹车系统先进技术研究与发展

针对多电/全电飞机的发展趋势和现代飞机起飞重量大、着陆速度高的特点,提出了飞机刹车系统防滑控制、全电刹车、刹车材料等先进技术的重点研究方向。首先介绍了飞机刹车系统的组成及其基本工作原理,然后分别从刹车控制系统、防滑控制理论、刹车材料技术3个方面对其发展过程及研究现状进行了总结。最后根据现代飞机制动特点,分析了以上3个重要技术目前存在的问题,并对未来飞机刹车系统的发展趋势进行了展望。     

基于LuGre模型的飞机制动系统滑模控制

针对飞机防滑刹车控制系统中存在的非线性和不确定性,为了提高飞机防滑刹车系统的制动效率,提出了一种基于LuGre摩擦模型的飞机防滑刹车滑模控制方法.设计非线性观测器对摩擦模型中的未知状态变量进行识别,对系统参数进行自适应估计,采用李雅普诺夫方法验证其渐近稳定性.仿真结果表明:该滑模控制方法具有较强的鲁棒性,制动效率高,改善了传统控制方法的低速段机轮深度打滑现象,刹车效率达90％以上,刹车时间26.5s,制动距离949 m.     

游梁式抽油机刹车系统运动及可靠性分析

针对某型号游梁式抽油机刹车系统,根据实际工况,利用ADAMS运动学仿真分析软件对刹车系统的运动过程进行了分析;并对刹车系统的系统可靠性进行了计算分析,从两个方面验证该刹车系统的使用和安全情况。     

基于Maxwell 3D的永磁刹车系统中永磁装置的磁路仿真和研究

介绍了磁刹车原理,利用三维电磁场有限元分析软件Maxwell 3D实现磁刹车系统中磁场分布的仿真计算。仿真两种不同的材料对磁通量密度分布的影响。为磁刹车系统中永磁设备的设计和研制提供了一定的依据。     

基于FlexRay的线控刹车系统

通过分析FlexRay总线协议, 提出基于FlexRay技术的线控刹车系统. 通过模糊PID控制器对刹车电机进行控制, 并给出实验仿真结果及分析. FlexRay的应用使系统制动响应具有实时性, 提高了制动系统的整体性能.     

某型飞机“刹车故障指示灯”虚警现象原因及改进措施

电子防滑控制盒是飞机防滑刹车系统中的主要控制部件。针对某型飞机在刹车过程中经常出现的防滑故障指示灯虚警现象,进行了试验验证,找出了故障原因,并进行了设计改进,经过装机试验,效果明显,证明了改进方案的可行性。     

无人机燃料电池混合动力系统人工神经网络控制策略

目前,全球有200多项在研电推进飞机项目,包含传统固定翼飞机改造、新构型设计、全电推进系统和混合电推进等。近年来,电推进飞机的发展方向可分为纯电动固定翼、电动垂直起降和混合电推进3类。本文针对某小型无人机燃料电池和锂电池组成的混合动力系统,建立了由质子交换膜燃料电池混合动力系统、6自由度飞行器模型和基于神经网络控制器组成的整个系统仿真模型。为了满足无人机不同飞行阶段的电力需求,控制器控制电池电流和充放电速率。在燃料电池作为无人机主要动力源的情况下,对混合动力系统的性能进行验证和评估。对人工神经网络控制器和模糊逻辑控制器性能进行了比较,结果表明,人工神经网络控制器的性能明显提高,增强了无人机混合动力系统的整体稳定性。人工神经网络控制器在效率和油耗方面比模糊逻辑控制器略有提高,约为1%。这说明在这类系统中,所设计的神经网络控制器比经典控制器具有更强的鲁棒性,更好的响应能力、可靠性,可满足无人机燃料电池混合动力系统运行在最优水平和最优效率上。     

飞机全电刹车系统滑移率约束反演滑模控制

针对滑移率控制中要求保持刹车工作点的稳定性问题,提出基于障碍Lyapunov函数的反演滑模控制方法并应用于飞机全电刹车系统.考虑机电作动器的非线性特性,建立系统的状态空间模型并简化为严格反馈形式,将刹车系统的控制稳定性问题等效描述为含输出约束的系统镇定问题.根据反演控制思想,采用障碍Lyapunov函数方法获得刹车压力控制律,实现对滑移率的边界约束,并设计无抖振非奇异快速终端滑模控制器应用于机电作动机构,实现对参考刹车压力的快速跟踪.通过Lyapunov方法证明闭环系统稳定性,HIL实验结果表明控制策略的有效性.     

汽车智能驻车刹车系统的应用

智能制动装置就是一种在紧急情况下,自动刹车的智能装置。如果司机没有能够迅速意识到车辆碰撞的可能性,那么这套系统便会自动干预进行刹车或者驻车。本文首先阐述了汽车智能驻车刹车系统应用的意义,其次,分析了汽车智能驻车刹车系统的设计。同时,对汽车智能驻车刹车系统的最新发展进行了介绍,具有一定的参考价值。     

波音737飞机自动刹车系统研究

本文介绍了波音737飞机自动刹车系统的控制原理,分别对系统正常工作和失效时的条件进行了分析。自动刹车系统失效的典型故障涉及众多部件,逻辑关系复杂。总结了系统故障的主要原因和排故经验,对可能失效的部件及相关控制逻辑进行了研究。     

HEV再生制动时电池快速充电模糊控制策略

为了提高混合动力汽车(HEV)再生制动时蓄电池的充电效率,保证蓄电池的使用安全,在分析蓄电池充电过程热交换模型的基础上,建立了电池开路电压-内阻模型与充电效率间的数学关系.然后,基于马斯定律,设计了适用于HEV再生制动时电池快速充电模糊控制算法.在Mat1ab环境下搭建了闭环控制系统仿真模型,通过建模与仿真计算出HEV在不同控制策略下的电能回收率.结果表明在相同制动情况下,设计的快速充电模糊控制策略与限流充电控制策略相比,电能回收率增加了8.41％.     

基于DATCOM承载电动无人机纵向稳定性操纵性分析

为分析承载电动无人机在初步设计阶段的纵向稳定性和操纵性,并进一步为飞行控制系统设计提供参考数据,通过使用DATCOM软件计算其气动系数,应用小扰动法将非线性运动方程化为线性,并使用MATLAB软件计算其纵向运动特征方程的方法,研究了无人机承载前后的纵向稳定性和操纵性。结果表明：承载电动无人机在加装载荷前后都具有良好的纵向稳定性和操纵性;承载后的速度、俯仰角、迎角和俯仰角速度受扰动后恢复时间是空载时的2.5至2.7倍;升降舵偏转对速度增加量是空载时的2.5倍。本文提出了承载前后的电动无人机的纵向稳定性和操纵性的分析方法,对各种尺寸和重量构型的无人机飞行控制系统初步设计具有重要的参考价值。     

分布式驱动电动汽车电液复合分配稳定性控制

针对分布式驱动电动汽车各车轮电机力矩和液压制动力矩可独立控制的特点,以操纵稳定性为目标,设计电机与液压制动复合分配的控制策略.控制策略采用分层控制的结构,上层运动控制器根据驾驶员输入和车辆状态的反馈求取广义力,下层控制分配器在执行器约束及速度约束下,考虑轮胎纵侧耦合特性对横摆转矩的影响,采用二次规划法进行转矩分配,实现车辆的稳定性控制效果.最后利用CARSIM和MATLAB软件对电液复合算法进行了联合仿真,并进行了实车试验来验证算法,最终的仿真和试验结果表明复合分配控制策略的控制效果相对仅用电机控制时要好,提高了车辆的稳定性控制效果.     

基于L1自适应控制律的无人机滚转控制

在飞行器参数变化时,L1自适应控制相对于传统比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制方法具有理想的控制效果.针对某型存在参数不确定性的无人机,建立了无人机横侧向动力学模型,在对L1自适应控制理论进行研究的基础上,分别设计了L1自适应控制律和比例微分(proportional derivative,PD)控制律,通过算例仿真,对比分析了这两种控制律对无人机滚转角的控制效果.结果表明,L1自适应控制律具有良好的抗飞行器参数变化能力,鲁棒性强,对无人机飞行控制系统设计具有重要的参考价值.     

矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构稳健设计

以矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构为研究对象,应用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对其参数进行稳健设计与优化.首先,对矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的运动过程进行分析,建立理想状况下的闸瓦制动连杆机构运动学模型.然后,考虑转动副间隙对该机构进行运动学分析,建立计入转动副模型的闸瓦制动连杆机构运动学模型.最后,以机构杆长为设计变量,以转动副间隙、间隙副接触角和杆件加工误差为噪声因素,建立以闸瓦制动距离误差均值和标准差最小化为目标的矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构参数稳健设计优化模型,并运用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对参数进行稳健设计与优化.结果表明,闸瓦制动连杆机构制动距离的误差均值减小了15.4%,标准差降低了28.6%.在不提高连杆制造精度的前提下,能显著降低闸瓦制动过程的不确定性,对提高矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的设计质量具有重要意义.     

300 km/h电动车组制动系统设计方案探讨

根据高速电动车组制动的特点及动力制动和摩擦制动的复合原则,对300km/n电动车组制动系统设计方案进行探讨,提出一种先进的制动系统设计方案,充分发挥动力制动无磨损的优势,微机控制的制动控制系统操作方便、灵活、可靠。对基础制动参数的计算结果表明该方案符合设计要求。关键词：电动车组;制动系统;动力制动;摩擦制动     

单轴并联式混合动力城市客车再生制动挡位决策

设计一种串并混联式复合制动踏板方案,并针对该方案制订再生制动阶跃式制动力分配曲线.分析了影响再生制动效率的多种因素,提出运用序列二次规划(SQP)算法优化挡位决策和电机输出扭矩以解决再生制动中回收效率与制动力分配曲线和电机转速的矛盾.在Cruise和Matlab/Simulink联合仿真平台下,建立了单轴并联式混合动力传动系统整车模型,基于欧洲公交客车循环工况(UDC)进行了仿真研究.结果表明,电池荷电状态(SOC)比采用传统双参数换挡规律提高了近1.5%.进行了三种典型制动工况下实车试验,取得了与仿真结果相吻合的试验结果,其中正常制动工况下的能量回收率比传统双参数换挡策略提高了近11.00%.     

电动汽车制动能量回收最大化影响因素分析

对再生制动的原理和能量流动进行了分析,并讲述了制动功率、再生制动功率、制动能量回收效率等之间的关系和计算方法.从分析中得出电机、蓄电池、液压制动系统是影响制动能量回收的主要因素,并重点分析了制动管路布置型式对制动能量回收的影响.针对典型的理想制动工况,计算出前轴电驱动汽车在制动能量回收方面的潜力和制动能量回收效率,但结果并不理想.通过对比发现,双轴电驱动汽车无论是在制动能量回收潜力还是在制动能量回收效率以及制动效能方面都有能力达到最优.     

Z字形飞机建模与半实物仿真研究

为了提高无人机飞行品质,研究无人机控制的半实物仿真应用,形成一套通用的无人机飞行控制律设计与半实物仿真方法,针对气动特性较为复杂的Z字形飞机进行了研究。Z字形飞机机翼可向机身方向折叠,便于存放和运输。根据Z字形飞机外形参数,求得气动数据,并在此基础上利用小扰动线性化原理建立纵向线性模型,通过加入干扰脉冲方式研究模型纵向静稳定性,选取各环节传递函数,建立俯仰控制回路,调整PID参数,设计纵向控制律,分别使用Simulink和半实物仿真器进行仿真。仿真结果表明,无人机具有较好的静稳定性,PID控制参数选择合理,系统超调量较小,调节时间较短,可以提升无人机飞行品质,半实物仿真可以更真实、直观地反映无人机姿态,所用建模与仿真方法可应用到其他固定翼无人机,具有一定的通用性。