АНАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ТОРМОЖЕНИЯ КОЛЕСА ШАССИ ВОЗДУШНОГО СУДНА

  • А.З. Асанов МИРЭА – Российский технологический университет
  • А. В. Куковинец ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем»
  • А.Ю. Чекин ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем»
Ключевые слова: Аналитический синтез, алгоритм управления, технология вложения, более электрический самолёт, система торможения

Аннотация

В настоящее время отечественные и зарубежные исследователи развивают в авиа-
ционной отрасли технологии, связанные с электрификацией функциональных систем воз-
душных судов. Тормозная система оказывает непосредственное влияние на безопасность,
устойчивость и функциональные возможности воздушного судна. Поэтому мотивация
замены гидравлической системы сопровождается результатами многосторонних исследо-
ваний архитектур электрических систем торможения, в том числе возможностью повы-
шения качества таких систем за счёт внедрения эффективного управления. Работа по-
священа методике аналитического синтеза алгоритма управления электрической систе-
мой торможения шасси воздушного судна, как многосвязного объекта управления, осно-
ванной на применении технологии вложения систем. Математическая модель содержит
описание электрических, механических и тепловых процессов системы. Требования к каче-
ству переходных процессов по угловой скорости колеса и температуре на поверхности
фрикциона задаются в виде ограничений на время регулирования и величину перерегулиро-
вания и далее преобразуются в форму эталонной модели. Показаны результаты компью-
терного моделирования динамики исходной и линеаризованной систем, а также системы с
синтезированным регулятором по полному вектору состояний. Приведены рассуждения о
робастности получаемого решения и показаны результаты компьютерного моделирования
системы с «упрощённым» регулятором.

Литература

1. Kukovinets A.V., Chekin A.Yu., Rumyantsev P.A. Modelirovanie demonstratora elektricheskoy
sistemy tormozheniya koles vozdushnogo sudna [Simulation of the demonstrator of the electric
braking system of the wheels of the aircraft], Perspektivnye napravleniya razvitiya
bortovogo oborudovaniya grazhdanskikh vozdushnykh sudov: Mater. dokladov 6-y
Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Promising directions for the development
of avionics of civil aircraft: Materials of reports of the 6th International Scientific and
Practical Conference], 2021, pp. 40-44.
2. Kukovinets A.V., Chekin A.Yu., Koval'dzhi K.V. Imitatsionnoe modelirovanie elektricheskoy
sistemy tormozheniya koles vozdushnogo sudna dlya zadach kontaktnogo vzaimodeystviya
[Simulation modelling of the electric wheel braking system of an aircraft taking into account
contact interaction], Desyataya vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya po
imitatsionnomu modelirovaniyu i ego primeneniyu v nauke i promyshlennosti «Imitatsionnoe
modelirovanie. Teoriya i praktika» (IMMOD-2021): Tr. konferentsii (elektronnoe izdanie),
20–22 oktyabrya 2021 g. [The tenth All-Russian Scientific and practical conference on simulation
modeling and its application in science and industry "Simulation modeling. Theory and
Practice" (IMMOD-2021): Proceedings of the conference (electronic edition), October 20-22,
2021]. Saint Petersburg.: AO «TSTSS», 2021, pp. 265-271. ISBN 978-5-905526-05-3.
3. Jones R.I. The More Electric Aircraft: the past and the future?, IEE Colloquium on Electrical
Machines and Systems for the More Electric Aircraft, 1999, pp. 1/1-1/4.
4. AbdElhafez A.A., Forsyth A.J. Review of More-Electric Aircraft, 13-th International Conference
on Aerospace Sciences & Aviation Technology, ASAT. – 13, May 26–28, 2009, Paper:
ASAT-13- EP-01.
5. Bo L., Li Y. Research on simulation of aircraft electric braking system, In Recent Advances in Computer
Science and Information Engineering. Springer, Berlin, Heidelberg, 2012, pp. 301-309,
6. Guidi G., Borgarelli N., Malleret F. Benefits and Challenges of Electro-Mechanical Actuation
on Aircraft Landing and Braking Systems – ATA32 EMAs, MEA2021 – More Electric Aircraft
Conference, October 20-21, 2021, Bordeaux, France.
7. Wang Z., Li Z., Li W. Research of Aircraft Electric Brake Control System, 3rd International
Symposium on Mechatronics and Industrial Informatics (ISMII 2017), 2017, pp. 198-200.
8. Zhou S., Lin H., Li B. Research on HILS Technology Applied on Aircraft Electric Braking
System, Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 2017, Article ID 3503870, 14
pages, 2017. Available at: https://doi.org/10.1155/2017/3503870.
9. Asanov A.Z. Sintez nablyudatelya nagruzki elektromekhanicheskoy sistemy [Synthesis of a
load observer for the electromechanical system], Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy.
Aviatsionnaya tekhnika [News of higher educational institutions. Aviation equipment], 2003,
No. 2, pp. 17-21.
10. Sel'vesyuk N.I., Lebedev G.N., Moskalev A.P., Kosykh Yu.V., Kananadze S.S. Zadacha
avtomaticheskogo upravleniya i kontrolya bezopasnosti posadki samoleta pri deystvii sil'nykh
mikroporyvov vetra [The problem of automatic control and safety control of the plane landing
under the action of strong wind microgusts], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya
SFedU. Engineering Sciences], 2019, No. 7, pp. 214-226.
11. German-Galkin S.G., Kartashov B.A., Litvinov S.N. Model'noe proektirovanie
elektromekhanicheskikh mekhatronnykh moduley dvizheniya v srede SimInTech [Model design
of electromechanical mechatronic motion modules in the SimInTech environment]. Moscow:
DMK Press, 2021, 494 p.
12. Kal'nitskaya K.A., Kapitanova L.V. Vliyanie perforatsii tormoznykh diskov na ikh temperaturu
v usloviyakh vzleta i posadki [Influence of the Brake Disk Punch on their Temperature under
Takeoff and Landing Conditions], Otkrytye informatsionnye i komp'yuternye integrirovannye
tekhnologii: Sb. nauch. tr. Nats. aerokosm. un-ta im. N.E. Zhukovskogo «KhAI» [Open information
and computer integrated technologies: Collection of scientific proceedings of the National
aerospace University. N.E. Zhukovsky "Khai"]. Issue 70.X, 2015, pp. 160-167.
13. Nilov A.S., Kulik V.I., Garshin A.P. Analiz friktsionnykh materialov i tekhnologiy
izgotovleniya tormoznykh kolodok dlya vysokonagruzhennykh tormoznykh sistem s diskami
iz keramicheskogo kompozitsionnogo materiala [The analysis of friction materials and manufacturing
process of clasp blocks for heavy loaded brake systems with ceramic composite
discs], Novye ogneupory [New refractory materials], 2015, No. 7, pp. 57-68.
14. Yun R., Martynková S.G., Lu Y. Performance and evaluation of nonasbestos organic brake
friction composites with SiC particles as an abrasive, Journal of Composite Materials, 2011,
Vol. 45, No. 15, pp. 1585-1593.
15. Skogestad S. Multivariable Feedback Control. Analysis and design. N.Y., John Wiley & Sons,
ltd. 2011, 303 p.
16. Bukov V.N. Vlozhenie sistem. Analiticheskiy podkhod k analizu i sintezu matrichnykh system
[Embedding systems. Analytical approach to the analysis and synthesis of matrix systems].
Kaluga: Izd-vo N.F. Bochkarevoy, 2006, 720 p.
17. Asanov A.Z. Tekhnologiya vlozheniya sistem i ee prilozheniya k zadacham analiza i sinteza
sistem: ucheb. posobie [The technology of embedding systems and its applications to the problems
of analysis and synthesis of systems: textbook]. Moscow: MIREA–Rossiyskiy
tekhnologicheskiy universitet, 2019, 128 p.
18. Asanov A.Z. Kanonizatsiya matrits i ee prilozheniya v zadachakh upravleniya: ucheb. posobie
[Canonization of matrices and its applications in control tasks: textbook]. Moscow: MIREA–
Rossiyskiy tekhnologicheskiy universitet, 2019, 109 p.
19. Kluever C.A. Dynamic Systems: Modeling, Simulation, and Control. London, Wiley. 2015,
499 p.
20. Tewari A. Modern Control Design with MATLAB and SIMULINK. N.Y., John Wiley & Sons,
ltd. 2002. 518 p.
21. Bobtsov A.A., Nikiforov V.O., Pyrkin A.A., Slita O.V., Ushakov A.V. Metody adaptivnogo i
robastnogo upravleniya nelineynymi ob"ektami v priborostroenii [Methods of adaptive and robust
control of nonlinear objects in instrumentation]. Saint Petersburg: NIU ITMO, 2013, 277 p.
Опубликован
2022-03-02
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ II. УПРАВЛЕНИЕ В АВИАЦИОННЫХ, РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ