飞机全电刹车系统滑移率约束反演滑模控制

陈晓雷; 林辉; 李兵强; 戴志勇

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.12.017

摘要

针对滑移率控制中要求保持刹车工作点的稳定性问题,提出基于障碍Lyapunov函数的反演滑模控制方法并应用于飞机全电刹车系统.考虑机电作动器的非线性特性,建立系统的状态空间模型并简化为严格反馈形式,将刹车系统的控制稳定性问题等效描述为含输出约束的系统镇定问题.根据反演控制思想,采用障碍Lyapunov函数方法获得刹车压力控制律,实现对滑移率的边界约束,并设计无抖振非奇异快速终端滑模控制器应用于机电作动机构,实现对参考刹车压力的快速跟踪.通过Lyapunov方法证明闭环系统稳定性,HIL实验结果表明控制策略的有效性.

关键词： 机电作动器, 防滑刹车系统, 障碍Lyapunov函数, 反演控制, 快速终端滑模控制, 无刷直流电动机

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陈晓雷 , 林辉 , 李兵强 , 戴志勇 . 飞机全电刹车系统滑移率约束反演滑模控制[J]. 上海交通大学学报, 2015 , 49(12) : 1855 -1861 . DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.12.017

Abstract

针对滑移率控制中要求保持刹车工作点的稳定性问题,提出基于障碍Lyapunov函数的反演滑模控制方法并应用于飞机全电刹车系统.考虑机电作动器的非线性特性,建立系统的状态空间模型并简化为严格反馈形式,将刹车系统的控制稳定性问题等效描述为含输出约束的系统镇定问题.根据反演控制思想,采用障碍Lyapunov函数方法获得刹车压力控制律,实现对滑移率的边界约束,并设计无抖振非奇异快速终端滑模控制器应用于机电作动机构,实现对参考刹车压力的快速跟踪.通过Lyapunov方法证明闭环系统稳定性,HIL实验结果表明控制策略的有效性.

Key words： 机电作动器, 防滑刹车系统, 障碍Lyapunov函数, 反演控制, 快速终端滑模控制, 无刷直流电动机

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