考慮管路的飛機液壓剎車系統(tǒng)壓力振蕩分析

黃 澄 焦宗夏 尚耀星

(北京航空航天大學(xué) 自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院，北京 100191)

由于液壓剎車系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、負載剛度大、終端功率密度大和技術(shù)成熟度高等優(yōu)點，仍廣泛用于為飛機提供制動能量.壓力伺服閥能輸出與控制信號成正比的壓力，具有較高的頻響，適合于直接的壓力控制，因此通常采用壓力伺服閥作為液壓剎車壓力控制元件.飛機液壓剎車系統(tǒng)能否正常工作是保證飛機安全的重要因素.然而飛機液壓剎車系統(tǒng)在調(diào)試、使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)壓力控制振蕩、失穩(wěn)的現(xiàn)象，并引起管路振動，甚至導(dǎo)致管路破裂的事故［1］.針對這個問題目前并沒有理論上的分析，實際中也往往只是通過經(jīng)驗性的調(diào)整參數(shù)來避免.

傳統(tǒng)的飛機液壓剎車系統(tǒng)建模與防滑控制算法設(shè)計中，通常會忽略壓力伺服閥本身壓力閉環(huán)的特性和伺服閥與剎車作動器之間管路的特性［2－4］，甚至忽略剎車壓力建立的動態(tài)過程，而簡單地認為壓力伺服閥能理想地輸出給定的壓力，并且閥出口的壓力即等于實際作動器處的剎車壓力.這些假設(shè)在壓力伺服閥、管路和作動器整體匹配設(shè)計的條件下是合理的.但是事實上，飛機液壓剎車系統(tǒng)閥和作動器之間存在的剎車管路，會給系統(tǒng)引入欠阻尼的特性，而且該特性會與壓力伺服閥固有的局部壓力閉環(huán)結(jié)構(gòu)相耦合，使得壓力伺服閥的輸出壓力容易出現(xiàn)振蕩、失穩(wěn)現(xiàn)象.如果忽略了這些因素……