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飞机主轮刹车与前轮操纵综合控制器研究与设计

刘正辉  
【摘要】:飞机主轮刹车系统与前轮转弯操纵系统是两个重要的机载设备,其性能的稳定与可靠是飞机安全起飞着陆和地面滑行机动的保障。飞机在起飞着陆和地面滑行过程中,需要刹车系统与前轮转弯操纵系统协调配合,交联控制,而在以往的研究工作中,两者一直相对独立发展,对地面综合操纵系统的研究较少。若两者独立设置,当主轮刹车系统交叉保护失效、防滑失效时并不能给前轮操纵系统相应的反馈信息,不利于飞机在湿滑跑道和强侧风等环境下的地面操纵,且前轮操纵系统的大/小转弯设置无法根据主轮轮速实现自动切换功能,因而,为提高飞机地面操纵的可靠性和灵活性,有必要进行飞机主轮刹车与前轮操纵综合控制器的研究与设计。 本文以典型民机的前三点式布局起落架操纵系统为对象,分析了数字式飞机刹车系统与前轮转弯操纵系统的结构组成和工作原理,提出一种飞机主轮刹车与前轮操纵综合控制的设计方案。采用相似性双余度技术,以提高其可靠性,并从交叉数据链路、同步控制、信号监控与表决以及故障诊断与系统重构等几个方面详细分析了余度管理技术,采用交叉热备份双余度管理策略来实现综合控制器的余度配置与切换管理。 以微控制器芯片DSP和CPLD为控制核心,完成了飞机主轮刹车与前轮操纵综合控制器的硬件电路设计,并在CCS和ISE集成开发环境中完成了其驱动软件的设计。最后在飞机刹车系统半物理仿真实验平台下对其进行了性能测试,结果表明该综合控制器能够稳定、可靠的完成主轮防滑刹车任务和前轮转弯操纵任务,当系统发生故障时能够做到无扰动切换,达到一次故障工作、二次故障安全的水平。


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