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申请/专利权人：中国民航大学

摘要：本发明涉及一种飞机牵引滑行系统横向主动回稳控制方法及系统。本发明原理简单、应用广泛，对牵引车和飞机的现有结构不会造成破坏，能够很好地适用到牵引滑行的系统中，联合控制的方式也能很好地适应牵引滑行过程中各级失稳的有效回稳，能够更好地适应多种工况下的需要。本发明通过主动转向和差动制动联合控制的方式实现牵引车的横向回稳，反应迅速且平稳可靠。本发明采用主动转向和差动制动联合控制的方式，根据牵引车横向失稳等级选择不同的控制方法，能够很好地适应不同失稳工况。

主权项：1.一种飞机牵引滑行系统横向主动回稳方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、通过失稳参数采集模块实时采集飞机牵引滑行系统的横向失稳参数；所述横向失稳参数包括横向加速度ay、偏移夹角α及偏移角速度S2、根据横向失稳参数判断飞机牵引滑行系统是否发生横向失稳并确定失稳等级；如果偏移夹角α及偏移角速度满足公式1，则飞机牵引滑行系统发生横向失稳；否则，飞机牵引滑行系统处于正常作业状态； 式中，α为偏移夹角，单位为°；为偏移角速度，单位为ms；t为出现夹角α的时间，单位为s；Δt为积分时长，Δt＝0.1单位为s；当判定飞机牵引滑行系统发生横向失稳，如果0偏移夹角α90°且横向加速度ay＝0，则为一级失稳；此时牵引车轮胎发生横向摆振，但无侧滑现象出现，飞机沿期望路径行驶；如果0偏移夹角α90°且横向加速度ay0，则为二级失稳；此时牵引车出现侧向滑移现象且伴随轮胎摆振，飞机发生侧滑，已偏离期望路径；如果偏移夹角α90°且横向加速度ay0，则为三级失稳；此时牵引车继续侧滑并绕前起落架旋转，飞机发生侧滑，飞机牵引滑行系统发生折叠现象从而导致飞机牵引滑行系统停止行驶；S3、根据不同的失稳等级采用不同的回稳控制策略；一级失稳态下，启用主动转向控制模块，根据偏移角速度通过公式2计算获得一级回稳所需的主动转向回稳力矩及牵引车各车轮的主动转向角度，并发送至主动转向执行模块，牵引车左前轮的转向控制器、牵引车右前轮的转向控制器、牵引车左后轮的转向控制器和牵引车右后轮的转向控制器根据各车轮的主动转向角度完成主动回稳控制，消除牵引车轮胎横向摆振现象； 二级失稳态下，启用差动制动控制模块，根据偏移角速度通过公式3计算获得二级回稳所需的差动回稳力矩、牵引车制动后的各车轮纵向力及边界值、飞机制动后的左右主起机轮纵向力及边界值，并发送至制动模块，牵引车左前轮电机控制器、牵引车右前轮电机控制器、牵引车左后轮电机控制器、牵引车右后轮电机控制器、牵引车左前轮制动器、牵引车右前轮制动器、牵引车左后轮制动器、牵引车右后轮制动器、飞机左主起机轮制动器和飞机右主起机轮制动器根据相应的车轮纵向力完成差动制动回稳控制； 三级失稳态下，同时启用差动制动控制模块和主动转向控制模块，以差动制动控制模块为主导，辅助主动转向控制模块，根据偏移角速度通过公式4计算获得三级回稳所需的主动转向和差动回稳力矩、牵引车各车轮的主动转向角度、牵引车制动后的各车轮纵向力及边界值、飞机制动后的左右主起机轮纵向力及边界值，并发送至制动模块和主动转向执行模块，牵引车左前轮电机控制器、牵引车右前轮电机控制器、牵引车左后轮电机控制器、牵引车右后轮电机控制器、牵引车左前轮制动器、牵引车右前轮制动器、牵引车左后轮制动器、牵引车右后轮制动器、飞机左主起机轮制动器和飞机右主起机轮制动器根据相应的车轮纵向力完成差动制动回稳控制；牵引车左前轮的转向控制器、牵引车右前轮的转向控制器、牵引车左后轮的转向控制器和牵引车右后轮的转向控制器根据主动转向角度完成主动回稳控制，实现飞机牵引滑行系统快速横向回正，从而避免极端事故的发生； 公式2～公式4中，ΔMz为主动转向回稳力矩，单位为N·m；ΔMc为差动回稳力矩，单位为N·m；ΔM为主动转向和差动回稳力矩，单位为N·m；ΔM1为牵引车左前轮的回稳力矩，单位为N·m；ΔM2为牵引车右前轮的回稳力矩，单位为N·m；ΔM3为牵引车左后轮的回稳力矩，单位为N·m；ΔM4为牵引车右后轮的回稳力矩，单位为N·m；ΔM5为牵引车差动制动产生的回稳力矩，单位为N·m；ΔM6为飞机差动制动产生的回稳力矩，单位为N·m；J为飞机和牵引车总转动惯量，单位为kg·m2；Jc为牵引车转动惯量，单位为kg·m2；Jj为飞机转动惯量，单位为kg·m2；Fx1为牵引车左前轮纵向力，单位为N；Fx2为牵引车右前轮纵向力，单位为N；Fx3为牵引车左后轮纵向力，单位为N；Fx4为牵引车右后轮纵向力，单位为N；l1为牵引车的轮距的一半，单位为m；l2为牵引点到牵引车前轴的距离，单位为m；l3为牵引点到牵引车后轴的距离，单位为m；l4为飞机后轮的轮距，单位为m；β1为牵引车左前轮的主动转向角度，单位为°；β2为牵引车右前轮的主动转向角度，单位为°；β3为牵引车左后轮的主动转向角度，单位为°；β4为牵引车右后轮的主动转向角度，单位为°；mc为牵引车的质量，单位为kg；mj为飞机的质量，单位为kg；μ为地面摩擦系数，无单位；ax为纵向加速度，单位为ms2；a为牵引车前车轮中心到牵引车质心的距离，单位为m；b为牵引车后车轮中心到牵引车质心的距离，单位为m；Fj为飞机前轮对牵引车施加的压力，单位为N；Fh为飞机前轮对抱轮机构后挡板施加的压力，单位为N；Fq为飞机前轮对抱轮机构前挡板施加的压力，单位为N；Fi，i＝1,2,3,4,5,6；当i＝1,2,3,4时，Fi为牵引车制动后的各车轮纵向力；当i＝5,6时，Fi为牵引车制动后的主起机轮纵向力；F1为牵引车制动后的左前轮纵向力，单位为N；F2为牵引车制动后的右前轮纵向力，单位为N；F3为牵引车制动后的左后轮纵向力，单位为N；F4为牵引车制动后的右后轮纵向力，单位为N；F5为飞机制动后的左主起机轮纵向力，单位为N；F6为飞机制动后的右主起机轮纵向力，单位为N；ΔF1为牵引车前轮纵向力差，单位为N；ΔF2为牵引车后轮纵向力差，单位为N；ΔF3为飞机后轮纵向力差，单位为N。

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