飞机全电刹车系统机电作动器的研究与设计

针对未来多电飞机发展的关键技术全电刹车系统机电作动器进行了深入的研究和分析。介绍了全电刹车系统的组成结构,建立了全电刹车系统机电作动器、无刷直流电机及全电刹车系统的数学模型。     

飞机全电刹车系统的发展与关键技术研究

刹车系统是影响飞机起降安全的关键功能子系统之一，全电刹车是刹车系统的发展方向，是多电飞机重要的组成部分；与传统的液压刹车系统相比，全电刹车系统具有架构简单、可靠性高、经济性好等明显优势；本文首先对国内外全电刹车发展现状进行收集和整理，通过对比分析，找到国内外全电刹车技术上的差距；然后，根据样件试验情况，从自身角度出发，对全电刹车系统的关键技术进行梳理和分析，为国内全电刹车的研究和发展提供参考；最后，对国内全电刹车的发展现状进行思考。     

DIMA架构下飞机全电刹车系统故障传播行为分析与评估

在DIMA平台开放性体系架构的背景下,飞机航电与机电等系统功能逐渐渗透融合,面向DIMA架构的全电刹车系统是未来飞机刹车系统的主流设计趋势,但目前尚未形成针对DIMA架构下全电刹车系统的故障传播行为分析与评估方法。针对上述问题,首先结合DIMA架构特征和全电刹车相关标准,分析面向DIMA架构下的全电刹车系统分层架构,在此基础上构建全电刹车系统任务-功能-资源层次模型。其次,考虑到DIMA平台资源共享的特点,结合系统层次模型开展系统耦合关联分析,引入Floyd算法计算间接耦合矩阵以及路由矩阵,通过构造失效严重程度矩阵量化系统关联耦合度,建立系统故障传播结构模型,综合考虑故障路径传播概率和系统边缘介数,构建DIMA架构下全电刹车系统故障传播强度模型,以识别系统故障传播关键路径,完成故障传播行为分析与评估。最后通过实例分析,以验证所提方法的正确性与合理性。     

基于迭代学习控制的飞机全电刹车系统的研究

通过对飞机全电刹车系统模型的分析,结合迭代学习控制的特点设计出一种新的全电刹车系统的控制律。通过在matlab/simulink中仿真,取得了理想的效果,表明控制律的设计基本合理、可行。     

飞机全电刹车系统设计与分析

飞机全电刹车与传统液压刹车的主要不同在于机电作动机构代替了原来的液压活塞机构,且具有带刹车力矩反馈的特点。论文分析了全电刹车系统机电作动器的结构和工作原理,建立系统整体数学模型;对机轮速度和刹车力矩两个反馈信号,分别采用PBM(压力偏调)和PID控制,仿真结果基本符合要求,体现了全电刹车系统的优越性。     

模糊PID在飞机全电刹车系统中的应用

文章介绍了飞机全电刹车系统的电作动机构,分析了刹车过程中的滑移率控制原理,针对滑移率变化的非线性提出了模糊PID控制方案。在滑移率偏差较大时,使用模糊控制提高系统的响应速度,在小偏差下切换入PI控制消除静差和极限环。使用模糊PID控制器,对某型飞机刹车过程的仿真表明,系统取得了很好的刹车性能。     

飞机先进制动技术发展与研究

本文阐述了飞机制动系统的发展过程,同时对飞机制动系统发展的先进技术进行了研究,包括全电刹车技术、自馈能刹车技术、自适应防滑刹车技术、自动刹车技术、刹车定点脱离技术、跑道冲出预防技术以及绿色电滑行技术。展望了未来的飞机制动系统,随着飞机多电化、高效化、智能化的发展,整合刹车系统、电滑行系统、转弯系统的飞机地面运动综合控制系统将是今后研究和发展的重点,同时扩展到和全球定位系统及机场导航系统实现信息交互,从局部最优到协同共享,实现飞机地面速度控制、位置控制以及方向控制功能,达到机场-飞机-航线全局性能效率最优,提高飞机起降的安全性。     

基于EMA的飞机全电刹车系统研究

介绍了飞机刹车系统的发展概况,针对目前传统液压刹车系统存在的不足,设计了一种适合飞机的全电刹车系统,采用机电作动器(EMA)取代传统的液压作动机构,减轻了系统重量,在系统性能、安全性、测试性及维护性等方面较现有刹车系统有了长足的进步.     

模糊PID控制器在飞机电刹车上的应用

全电刹车系统在减小失火危险,减轻飞机重量,降低维护要求以及改善防滑性能方面都有着传统液压刹车系统无法比拟的优点.针对依据传统控制律设计的刹车系统常出现鲁棒性差、低速打滑的缺点,将模糊PID控制器运用到飞机刹车系统中,设计出了一种新的刹车控制方式:模糊PID PBM控制律.仿真结果表明,这种控制方式可以达到满意的控制精度,并且刹车平稳,没有出现低速打滑和脱胎的现象.     

基于DSP的飞机全电刹车数字防滑刹车控制器设计

分析了飞机全电刹车系统的基本结构及其工作原理,在此基础上,提出了以先进的数字信号处理器(DSP)为核心的数字防滑刹车控制器,采用速度差加压力偏调(PD+PBM)控制算法,使用ARJNC429总线通信方式进行通信,完成了数字防滑刹车控制器的软硬件设计及系统调试等.试验结果表明,该数字防滑刹车控制器工作稳定可靠,与系统联试...     

直升机旋翼防除冰集流环设计

介绍了直升机旋翼防除冰用集流环的结构和工作原理，从电刷和导电环的选择、电刷压力的计算和弹簧的设计三个方面对集流环的设计方法进行了详细说明，并通过试验验证其合理性。所论述的集流环设计方法为直升机旋翼防除冰用集流环设计提供参考。     

国外飞机机轮刹车系统的发展

阐述了航空机轮刹车系统最新的研究方向包括吸收能量更多并且更耐磨损的高密度碳材料,寻求更轻更强的结构部件材料,提升设计方法以优化刹车性能,机轮刹车系统的结构动力学研究,更大范围的电刹车装置和电刹车控制系统研究等。     

A novel integrated self-powered brake system for more electric aircraft

Traditional hydraulic brake systems require a complex system of pipelines between an aircraft engine driven pump (EDP) and brake actuators, which increases the weight of the aircraft and may even cause serious vibration and leakage problems. In order to improve the reliability and safety of more electric aircraft (MEA), this paper proposes a new integrated self-powered brake system (ISBS) for MEA. It uses a hydraulic pump geared to the main wheel to recover a small part of the kinetic energy of a landing aircraft. The recovered energy then serves as the hydraulic power supply for brake actuators. It does not require additional hydraulic source, thus removing the pipelines between an EDP and brake actuators. In addition, its self-powered characteristic makes it possible to brake as usual even in an emergency situation when the airborne power is lost. This paper introduces the working principle of the ISBS and presents a prototype. The mathematical models of a taxiing aircraft and the ISBS are established. A feedback linearization control algorithm is designed to fulfill the anti-skid control. Simulations are carried out to verify the feasibility of the ISBS, and experiments are conducted on a ground inertia brake test bench. The ISBS presents a good performance and provides a new potential solution in the field of brake systems for MEA.     

分布式电推进飞机设计技术综述

分布式电推进系统利用电力驱动多个推进器作为飞机的动力装置,在提升飞机气动效率、载运能力、环保性和鲁棒性等方面蕴藏着可供人们挖掘和利用的巨大潜能,被广泛认为是一种航空领域的颠覆性技术。本文在对电动飞机的优势和不足,电推进系统的尺度独立性以及分布式电推进飞机分类进行初步研究之后,重点从飞机工程设计的专业划分角度出发,分别从飞机总体设计、气动设计、结构设计、系统及支持设施设计等学科对分布式电推进飞机设计技术的研究情况和学术进展进行综述。随着电池能量密度、电机及控制器功率密度的不断提升以及相关机载电气设备的小型化和轻量化,分布式电推进通用飞机基本具备按需航空市场化能力,尽管仍存在一些挑战,但该技术为未来飞机设计提供了更多的权衡空间与可能性。     

新能源电动飞机发展与挑战

发展绿色航空是人类社会形成的基本共识,新能源电动飞机为实现彻底的绿色航空提供了一条光明的技术途径。简述了航空对环境的影响、电在飞机上的应用及电动飞机的发展历程,对新能源电动飞机的能源分类、电推进系统及其总体效率进行了研究,重点针对载人轻型运动飞机,分析了电动飞机的发展现状、特征以及能源需求,通过对电池作为能源的载人电动飞机的航程和极限航程研究,提出了电池能量密度提升和性能改进、高升阻比空气动力设计、低成本轻质高效复合材料结构设计与制造、高效率电推进系统设计与集成等电动飞机发展面临的挑战,给出了应大力发展电动飞机的建议和本领域未来的研究方向。     

基于单神经元自适应PID的摩擦试验机电惯量系统的研究

为了保障飞机刹车性能,对于飞机刹车材料摩擦性能的测试准确度要求很高.因此,需要设计出一个良好摩擦试验机系统.本文将神经网络与常规PID调节器控制相结合,产生一种单神经元自适应PID控制器,并应用于摩擦试验机电惯量系统.根据电惯量系统建立仿真模型,验证改变转矩电流分量的电流环给定电压来实现电惯量的可行性,通过突加负载和改变转速给定来研究加入单神经元自适应控制器后系统的控制效果.     

超轻型电动飞机电动力系统的参数匹配

结合某型超轻型电动飞机的设计参数,阐述了电动力系统的布局、系统参数匹配的原则和步骤.提出了电动力系统参数匹配和性能验证的方法.从动力性、经济性、系统质量的角度验证了该系统的可行性.参考飞机的最大平飞速度为175.5km/h,大于设计要求的最大平飞速度170km/h,满足动力性能要求.电动力系统的运行费用为6.8元/h,是相近功率活塞发动机运行费用的1/8.与3种电动飞机相比,参考机型的功质比仍比较高,达0.0842kW/kg,为可接受值.      

飞机刹车系统方案设计及仿真分析

构建飞机刹车系统方案设计环境,以提高飞机刹车系统方案设计阶段的设计效率和质量。研究刹车装置参数和防滑控制系统参数的快速确定方法,通过迭代的设计思想使结果符合设计要求;估算刹车装置性能和刹车系统的动态特性。在MATLAB／Simulink中建立刹车系统模型,通过MATLAB引擎调用的方式进行刹车系统的动力学分析;以某无人机刹车系统为设计实例进行其刹车系统的方案设计,动力学仿真中刹车系统工作良好,与实际工作状况基本吻合。结果表明：本文提供的飞机刹车方案设计方法快速有效。