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第7卷第20期2007年l0月科学技术与工程Vol_7No．200ct．2007

1671—1819(2007)20—5450—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2007Sci．Tech．Engng．

无人机全电刹车系统设计

韩永红马晓平

(西北工业大学航空学院，西安710072)

摘要为了提高无人机现有刹车系统的刹车性能和刹车效率，针对无人机全电刹车系统进行设计。与传统的液压刹车系

统进行对比，简要分析了全电刹车系统的刹车原理和结构特点；特别针对全电刹车系统的关键技术即电作动机构进行深入的

分析和研究，给出了相应的设计计算方法。对刹车控制盒设计采用了先进的基于最佳滑移率的模糊控制方式，并利用仿真软

件MATLAB中的SIMULINK工具建立了整个系统的控制模型，仿真结果表明此控制律的设计还是比较成功的，刹车过程平

稳，刹车效率较高。

关键词全电刹车电作动器刹车控制盒模糊控制仿真

中图法分类号V227；文献标识码A

全电飞机概念的提出，即用电作动机构代替飞的想法可以在无人机上进行验证和实现。电刹车

机上的液压装置，显现出很多优点：系统重量减轻，系统由于其结构简单、重量轻、反应迅速等特点，在

易于维修、效率提高、可靠性提高等。当然，全电飞无人机上的应用前景非常广阔。本文就是针对无

机的发展离不开其子系统的发展，只有所有子系统人机的全电刹车系统展开研究的。

合理电气化，整个系统的发展才有可能实现。全电

刹车系统就是其中一个至关重要的子系统。全电1刹车原理和系统结构

刹车系统与传统的液压刹车系统相比具有很大的

优势。由于不再使用液压油，可以减少潜在的燃烧1．1刹车原理

危险。同时，整个系统的重量大大减轻；电刹车系飞机的刹车制动主要依靠刹车时轮胎和地面

统是直接用电流或电压信号对电机实现控制，这样问产生的结合力使飞机减速。结合力越大，飞机刹

不仅可以提高系统的响应速度，而且可以采用比较车减速就越快，刹车距离就越短j。在无人机重量

先进的控制方式，提高系统的刹车效率；系统的模一定的情况下，影响结合力矩大小的因素为结合系

块化和实时监测功能更易于故障的识别和隔离，使数，它不仅与滑移率、机轮载荷、机轮速度和跑道状

飞机更易于维修。可以说，全电刹车系统是下一代况有关，还受到轮胎尺寸、形状及充气压力影响。

刹车系统的发展趋势。这些因素中滑移率的影响最为重要，图1就是干跑

无人机作为一种近年来迅速发展的新一代飞道条件下结合系数与滑移率之问的关系曲线，跑道

条件不同，曲线形状就会发生变化。

机，它具有实现全电飞机得天独厚的发展优势：受

刹车系统的工作原理便是根据飞机的滑跑情

传统飞机的发展思路影响较小，很多新的思路、新

况，适时给机轮以刹车压力，使滑移率尽可能保持

2007年6月26日收到在使结合系数最大的区域，以获得最大的结合力，

第一作者简介：韩永红(198O一)，男，汉族，西北工业大学硕士研快速刹停飞机。

究生，山东济宁人，研究方向：无人机全电刹车系统。E—mail：1．2系统结构

npuhanfei@163．corn。