專利名稱：一種無人機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剎車系統(tǒng)，尤其是一種全電剎車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無人飛機(jī)剎車系統(tǒng)是飛機(jī)上功能相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)子系統(tǒng)，其功能是根據(jù)飛行控制計(jì)算機(jī)的通信指令，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)一剎車機(jī)輪提供剎車壓力，使其產(chǎn)生制動(dòng)力矩，從而使在地面上運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)減速并操縱其保持正確的滑行方向或轉(zhuǎn)彎。在飛機(jī)減速過程中，剎車系統(tǒng)還具有防滑控制功能，可根據(jù)當(dāng)時(shí)的跑道表面狀態(tài)自動(dòng)地調(diào)節(jié)剎車壓力，使機(jī)輪制動(dòng)力矩與當(dāng)時(shí)跑道表面狀態(tài)相適應(yīng)，保障飛機(jī)在多種跑道，特別是在積水、積雪、油污及橡膠污染跑道剎車的安全性、可靠性、提高剎車效率，縮短著陸滑跑距離，防止機(jī)輪深打滑和剎爆輪胎?，F(xiàn)代中大型無人飛機(jī)多使用數(shù)字式控制、液壓作動(dòng)剎車系統(tǒng)，典型的無人飛機(jī)剎車系統(tǒng)主要由防滑剎車控制盒、電液壓力伺服閥、電磁開關(guān)閥、定量器、轉(zhuǎn)換閥以及機(jī)輪速度傳感器等組成?；镜膭x車防滑工作原理為飛行控制計(jì)算機(jī)通過通信發(fā)送剎車指令給防滑剎車控制盒，防滑剎車控制盒根據(jù)指令計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的剎車電流。同時(shí)防滑剎車控制盒接受機(jī)輪速度傳感器輸出的機(jī)輪速度信號(hào)，判斷出機(jī)輪的滑動(dòng)狀態(tài)，并依據(jù)機(jī)輪滑動(dòng)的深淺，計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的防滑電流。將剎車電流和防滑電流綜合后，防滑剎車控制盒輸出控制信號(hào)給電磁開關(guān)閥使其開啟以接通電液壓力伺服閥進(jìn)油通路，同時(shí)輸出綜合后的控制電流給電液壓力伺服閥，調(diào)節(jié)輸出到剎車機(jī)輪的剎車壓力，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的剎車和防滑。在現(xiàn)有技術(shù)中，剎車系統(tǒng)主要由數(shù)字控制液壓部件機(jī)構(gòu)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)，但液壓剎車系統(tǒng)存在組成產(chǎn)品多、質(zhì)量重安裝拆卸復(fù)雜降低了飛機(jī)的有效載荷和維修性。且剎車系統(tǒng)中液壓部件的故障不易監(jiān)測并存在液壓油泄漏燃燒等風(fēng)險(xiǎn)使其影響了飛機(jī)的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無人機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)，能夠提高無人飛機(jī)的測試性、維修性和安全性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括防滑剎車控制盒、驅(qū)動(dòng)控制盒以及機(jī)輪速度傳感器，防滑剎車控制盒接收飛行控制計(jì)算機(jī)的剎車指令后，計(jì)算出相應(yīng)的剎車量，同時(shí)防滑剎車控制盒接收機(jī)輪速度傳感器的頻率信號(hào)，根據(jù)頻率信號(hào)的變化計(jì)算出相應(yīng)的防滑量，剎車量和防滑量綜合后輸出剎車信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒，同時(shí)，力傳感器采集電機(jī)的輸出力，將反饋信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)控制盒，驅(qū)動(dòng)控制盒包括DSP和CPLD，DSP對(duì)剎車信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行綜合后通過經(jīng)典PI控制算法，輸出用于控制無刷直流電機(jī)的PWM信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)向信號(hào)給CPLD，CPLD對(duì)DSP輸出的PWM信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)采集后進(jìn)行邏輯綜合，輸出6路PWM信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)控制盒的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制6個(gè)MOSFET組成的三相全橋逆變電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出要求的剎車力。本發(fā)明的有益效果是使原來的剎車作動(dòng)方式由液壓元件實(shí)現(xiàn)、剎車壓力無閉環(huán)反饋的的工作模式改變?yōu)殡姍C(jī)作動(dòng)剎車方式，并形成了剎車力閉環(huán)控制，從而提高了飛機(jī)測試性、維修性和安全性，減輕了飛機(jī)重量。


圖1是某型無人飛機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖，其中1.防滑剎車控制盒2.驅(qū)動(dòng)控制盒3.速度傳感器；圖2是防滑剎車控制盒控制框圖；圖3是驅(qū)動(dòng)控制盒控制框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括防滑剎車控制盒、驅(qū)動(dòng)控制盒以及機(jī)輪速度傳感器，其特征在于改變了剎車作動(dòng)方式，防滑剎車控制盒通過內(nèi)部的單片機(jī)接收無人飛機(jī)的飛行控制計(jì)算機(jī)的剎車指令后，計(jì)算出相應(yīng)的剎車量，同時(shí)防滑剎車控制盒接收機(jī)輪速度傳感器的頻率信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部的方波級(jí)電路與速度級(jí)電路進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)頻率信號(hào)的變化計(jì)算出相應(yīng)的防滑量，剎車量和防滑量綜合后輸出剎車信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒，同時(shí)驅(qū)動(dòng)控制盒接收力傳感器(采集電機(jī)的輸出力)的反饋信號(hào)，這兩種信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)控制盒內(nèi)部DSP控制器后，DSP控制器對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行綜合后通過經(jīng)典PI控制算法，輸出用于控制無刷直流電機(jī)的PWM信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)向信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒內(nèi)部的CPLD器件，CPLD器件對(duì)DSP輸出的PWM信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、電機(jī)正反轉(zhuǎn)等信號(hào)采集后進(jìn)行邏輯綜合，輸出6路PWM信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)控制盒的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)控制6個(gè)MOSFET組成的三相全橋逆變電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出要求的剎車力。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。本實(shí)施例某型無人機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)。本實(shí)施例包括防滑剎車控制盒1、驅(qū)動(dòng)控制盒2、機(jī)輪速度傳感器3。實(shí)施中防滑剎車控制盒1，通過422通信接收無人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)的剎車量指令、自檢指令和飛機(jī)速度等信息，根據(jù)剎車量指令計(jì)算出相應(yīng)的剎車電流。與此同時(shí)，防滑剎車控制盒的防滑剎車單元根據(jù)采集的機(jī)輪速度傳感器輸出的機(jī)輪速度信號(hào)，判斷出機(jī)輪的滑動(dòng)狀態(tài)，并依據(jù)機(jī)輪滑動(dòng)的深淺，計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的防滑電流。將剎車電流和防滑電流綜合后，防滑剎車控制盒輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒，驅(qū)動(dòng)控制盒根據(jù)指令電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制剎車主機(jī)輪上電機(jī)輸出剎車力，同時(shí)根據(jù)主機(jī)輪電機(jī)上力傳感器反饋電流信號(hào)對(duì)輸出的剎車力進(jìn)行閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的剎車和防滑。系統(tǒng)中防滑剎車控制盒和驅(qū)動(dòng)控制盒均具有自檢功能，可以檢測速度傳感器、防滑剎車控制盒中剎車電路和防滑電路、通信故障、驅(qū)動(dòng)控制盒中驅(qū)動(dòng)電路故障、力傳感器故障、電機(jī)本身故障和電機(jī)中霍爾傳感器等故障信息通過通信發(fā)送給無人機(jī)的測控通信系統(tǒng)。本實(shí)施例中，機(jī)輪速度傳感器按常規(guī)設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種無人機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)，包括防滑剎車控制盒、驅(qū)動(dòng)控制盒以及機(jī)輪速度傳感器，其特征在于防滑剎車控制盒接收飛行控制計(jì)算機(jī)的剎車指令后，計(jì)算出相應(yīng)的剎車量，同時(shí)防滑剎車控制盒接收機(jī)輪速度傳感器的頻率信號(hào)，根據(jù)頻率信號(hào)的變化計(jì)算出相應(yīng)的防滑量，剎車量和防滑量綜合后輸出剎車信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒，同時(shí)，力傳感器采集電機(jī)的輸出力，將反饋信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)控制盒，驅(qū)動(dòng)控制盒包括DSP和CPLD，DSP對(duì)剎車信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行綜合后通過經(jīng)典PI控制算法，輸出用于控制無刷直流電機(jī)的PWM信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)向信號(hào)給CPLD，CPLD對(duì)DSP輸出的PWM信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)采集后進(jìn)行邏輯綜合，輸出6路PWM信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)控制盒的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制6個(gè)MOSFET組成的三相全橋逆變電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出要求的剎車力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無人機(jī)機(jī)電剎車系統(tǒng)，防滑剎車控制盒接收飛行控制計(jì)算機(jī)的剎車指令，計(jì)算出剎車量，同時(shí)接收機(jī)輪速度傳感器的頻率信號(hào)，計(jì)算出防滑量，剎車量和防滑量綜合后輸出剎車信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制盒，力傳感器采集電機(jī)的輸出力，將反饋信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)控制盒，驅(qū)動(dòng)控制盒輸出6路PWM信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)控制盒的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制6個(gè)MOSFET組成的三相全橋逆變電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出要求的剎車力。本發(fā)明提高了飛機(jī)測試性、維修性和安全性，減輕了飛機(jī)重量。
文檔編號(hào)B60T13/74GK102991491SQ20121047048
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者劉勁松, 周世民, 楊金日, 張琦, 何學(xué)工 申請(qǐng)人:西安航空制動(dòng)科技有限公司