一种反推作动装置的作动控制方法发明专利

专利名称：一种反推作动装置的作动控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210246957.9

专利申请（专利权）人：中国商用飞机有限责任公司,中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
权利人地址：上海市浦东新区自由贸易试验区张杨路25号

专利发明（设计）人：顾骁宇,邓杨,王旭阳,李婧,颜颜,舒杰

专利摘要：本发明的实施例公开了一种反推作动装置的作动控制方法，所述反推作动装置包括：反推罩盖；至少两个作动器；至少两个驱动器；以及控制器；其中，所述作动控制方法包括以下步骤：所述控制器接收作动命令并根据作动命令计算出截止作动位置；每个所述作动传感器获取相应所述作动器的当前作动位置信息并将该当前作动位置信息反馈给所述控制器；所述控制器根据当前作动位置与截止作动位置之间的差值计算出相应驱动器应输出的功率；所述驱动器根据所需功率驱动相应所述作动器作动至截止作动位置。

主权利要求：
1.一种反推作动装置的作动控制方法，其特征在于，所述反推作动装置包括：反推罩盖、至少两个作动器、与所述作动器一一对应的作动传感器和驱动器、控制器；
其中，所述作动控制方法包括以下步骤：
所述控制器接收作动命令并根据作动命令计算出截止作动位置；
每个所述作动传感器获取相应所述作动器的当前作动位置信息并将该当前作动位置信息反馈给所述控制器；
所述控制器根据当前作动位置与截止作动位置之间的差值计算出相应驱动器应输出的功率；
所述驱动器根据所需功率驱动相应所述作动器作动至截止作动位置；
在作动器作动至截止作动位置后，还包括调节步骤：每个所述作动传感器获取相应所述作动器的截止作动位置；计算截止作动位置与预设作动位置之间的作动差值；判断所述作动差值是否超过预设的误差阈值；若所述作动差值超出误差阈值，则所述驱动器驱使所述作动器进行调节，直至所述作动差值小于或等于所述误差阈值。
2.如权利要求1所述的作动控制方法，其特征在于，所述反推作动装置具体包括：反推罩盖；
至少两个作动器，每个所述作动器的动力输出端作用于所述反推罩盖，每个所述作动器设有作动传感器，所述作动传感器用于感应相应作动器的作动位置；
至少两个驱动器，所述驱动器与所述作动器一一对应，每个所述驱动器与相应所述作动器的动力输入端传动连接；以及控制器，与所述驱动器及所述作动传感器电连接。
3.如权利要求1所述的作动控制方法，其特征在于，驱动相应所述作动器作动至截止作动位置的步骤还包括监控步骤：当某一所述驱动器的驱动功率持续大于其他所述驱动器的驱动功率时，所述控制器控制所有所述驱动器暂停工作。
4.如权利要求1所述的作动控制方法，其特征在于，所述驱动器为丝杠驱动器，所述作动传感器为角度解析传感器。
5.如权利要求1所述的作动控制方法，其特征在于，所述丝杠驱动器包括电机和丝杠，每个所述丝杠驱动器的丝杠与相应所述作动器的动力输入端传动连接。
6.如权利要求5所述的作动控制方法，其特征在于，所述作动传感器配置为根据一段时间内相应所述驱动器的丝杠旋转的角度，计算相应所述作动器的作动距离，进而得到所述作动器的作动位置信息。
7.如权利要求6所述的作动控制方法，其特征在于，所述控制器内设有一基于所述作动器的位移、作动时间的曲线，当所述作动器的作动差值超出误差阈值时，通过调节所述驱动器的驱动功率，使得所述作动器的位移和作动时间符合所述曲线。
8.如权利要求2所述的作动控制方法，其特征在于，还包括电源，所述电源与所述控制器及所述驱动器电连接。
9.如权利要求2所述的作动控制方法，其特征在于，所述作动器和所述驱动器的数量均为三个。 说明书 : 一种反推作动装置的作动控制方法技术领域[0001] 本发明涉及飞行器反推作动领域，特别涉及一种反推作动装置的作动控制方法。背景技术[0002] 多数飞行器，特别是那些设计用于民用运输的飞行器，装有用于改进飞行器着陆时的制动的反推作动装置。反推作动装置与飞行器发动机连接并能够被命令从缩回的停用位置转换为展开的启用位置，反之，从展开的启用位置转换为缩回的停用位置。在展开的启用位置中，反推作动装置接收来自相关的发动机的射流并将该射流反向，使其参与飞行器的制动。[0003] 现有技术中的反推作动装置通常包括反推罩盖、4个作动器、驱动器、作动器和柔性传动轴，柔性传动轴将作动器连接起来，再将柔性传动轴连接至驱动器，通过一个或两个驱动器驱动柔性传动轴转动，进而驱动四个作动器同步运动。[0004] 但是，通过柔性传动轴实现同步，可能会出现在作动器负载不平衡的情况下机械传动系统卡阻或故障断裂，从而导致反推罩盖制动在行程中的某一位置。如果维护过程中需要拆开柔性传动轴，重新装配后需要使用特殊的工装消除作动器齿轮的虚位，保证所有作动器的同步性。并且，传动系统重量大，机械传动效率低，虽然保证了同步性但安装繁琐、维护性差。[0005] 因此，确有必要来开发一种反推作动装置的作动控制方法，以解决现有技术中为了保证所有作动器同步维护繁琐的技术问题。发明内容[0006] 本发明的实施例提供一种反推作动装置的作动控制方法，用以解决现有技术中为了保证所有作动器同步维护步骤太繁琐的技术问题。[0007] 为了解决上述技术问题，本发明的实施例公开了如下技术方案：[0008] 一方面，提供了一种反推作动装置的作动控制方法，所述反推作动装置包括：反推罩盖、作动器、与所述作动器相对应的作动传感器和驱动器、控制器；其中，所述作动控制方法包括以下步骤：所述控制器接收作动命令并根据作动命令计算出截止作动位置；每个所述作动传感器获取相应所述作动器的当前作动位置信息并将该当前作动位置信息反馈给所述控制器；所述控制器根据当前作动位置与截止作动位置之间的差值计算出相应驱动器应输出的功率；所述驱动器根据所需功率驱动相应所述作动器作动至截止作动位置。[0009] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述反推作动装置具体包括：反推罩盖；至少两个作动器，每个所述作动器的动力输出端作用于所述反推罩盖，每个所述作动器设有作动传感器，所述作动传感器用于感应相应作动器的作动位置；至少两个驱动器，所述驱动器与所述作动器一一对应，每个所述驱动器与相应所述作动器的动力输入端传动连接；以及控制器，与所述驱动器及所述作动传感器电连接。[0010] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，驱动相应所述作动器作动至截止作动位置的步骤还包括调节步骤：每个所述作动传感器获取相应所述作动器的截止作动位置；计算截止作动位置与预设作动位置之间的作动差值；判断所述作动差值是否超过预设的误差阈值；若所述作动差值超出误差阈值，则所述驱动器驱使所述作动器进行调节，直至所述作动差值小于或等于所述误差阈值。[0011] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，驱动相应所述作动器作动至截止作动位置的步骤还包括监控步骤：当某一所述驱动器的驱动功率持续大于其他所述驱动器的驱动功率时，所述控制器控制所有所述驱动器暂停工作。[0012] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述驱动器为丝杠驱动器，所述作动传感器为角度解析传感器。[0013] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述丝杠驱动器包括电机和丝杠，每个所述丝杠驱动器的丝杠与相应所述作动器的动力输入端传动连接。[0014] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述作动传感器配置为根据一段时间内相应所述驱动器的丝杠旋转的角度，计算相应所述作动器的作动距离，进而得到所述作动器的作动位置信息。[0015] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述控制器内设有一基于所述作动器的位移、作动时间的曲线，当所述作动器的作动差值超出误差阈值时，通过调节所述驱动器的驱动功率，使得所述作动器的位移和作动时间符合所述曲线。[0016] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，还包括电源，所述电源与所述控制器及所述驱动器电连接，所述控制器通过断开供电电路的的方式控制所述驱动器停止作动。[0017] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，其特征在于，所述作动器和所述驱动器的数量均为三个。[0018] 除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，三个所述作动器沿所述反推罩盖的圆周方向均匀分布。[0019] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过对每个作动器配置对应的驱动器，作动器上设有相关联的传动传感器，通过传动传感器监控每个作动器的位置信息并反馈给控制器，实现反推作动装置的同步驱动，并且可以快速精确控制每个作动器的作动速率和位置，避免使用柔性传动轴造成的迟滞以及需要繁琐的维护同步运动的工作，提高了反推罩盖与作动器的配合顺滑度，提前识别异常摩擦，避免变形失效。附图说明[0020] 下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。[0021] 图1为本发明实施例提供的反推作动装置的结构示意图；[0022] 图2为本发明实施例提供的作动控制方法的流程图。[0023] 附图说明：[0024] 控制器‑1；第一驱动器‑2；[0025] 第二驱动器‑3；第二驱动器‑4；[0026] 第一作动传感器‑5；第二作动传感器‑6；[0027] 第三作动传感器‑7；第一作动器‑8；[0028] 第二作动器‑9；第三作动器‑10；[0029] 反推罩盖‑11。具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0031] 本发明实施例提供一种反推作动装置的传动控制方法，请参阅图1，图1为反推作动装置的结构示意图，反推作动装置包括反推罩盖11、第一作动器8、第二作动器9、第三作动器10、第一驱动器2、第二驱动器3、第三驱动器4和控制器1。[0032] 反推罩盖11大致呈圆筒状，其内侧设置有三个连接部(应当理解图中仅为示意，连接部实际可完全处于反推罩盖11内侧，因而自外部不可见)。[0033] 第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10设于反推罩盖11的内侧。第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10的动力输出端分别固定连接至反推罩盖的三个连接部，第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10的动力输出端作用于反推罩盖11。第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10及连接部沿反推罩盖11的圆周方向均匀分布。[0034] 沿反推罩盖11的圆周方向均匀分布的第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10及连接部使得反推罩盖受力更均衡，因而运动的稳定性得到进一步的保障。[0035] 第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10上分别设有与其相关联的第一作动传感器5、第二作动传感器6、第三作动传感器7，第一作动传感器5、第二作动传感器6、第三作动传感器7均电连接于控制器1。作动传感器用于感应相应作动器的作动位置，并将得到的结果反馈至控制器1。[0036] 应当理解的是，上述实施方式中的作动器及连接部的数量仅仅是举例说明，在实施本发明时也完全可以采用其他数量的配置方式，只要每个作动器保证配置一个对应的驱动器即可。[0037] 第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4都完全相同，因此可以递送相同的机械功率。丝杠驱动器包括电机和丝杠第一作动器8的动力输入端传动连接至第一驱动器2，第二作动器9的动力输入端传动连接至第二驱动器3，第三作动器10的动力输入端传动连接至第三驱动器4。每个驱动器用以驱动与其相对应连接的作动器，驱动器驱动作动器沿相同的方向同步运动。[0038] 在本实施例中，第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4都是永磁同步电机。[0039] 在本实施例中，第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4均为丝杠驱动器，第一作动传感器5、第二作动传感器6、第三作动传感器7均为角度解析传感器。第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4均包括电机和丝杠，第一驱动器2的丝杠与第一作动器8的动力输入端传动连接，第二驱动器3的丝杠与第二作动器9的动力输入端传动连接，第三驱动器4的丝杠与第三作动器10的动力输入端传动连接，角度解析传感器配置为根据一段时间内相应驱动器的丝杠旋转的角度，计算相应作动器的作动距离，进而得到作动器的作动位置信息。[0040] 具体地，驱动器的丝杠每转过一圈，角度解析传感器对应转过θ0角，作动器的作动距离X0。角度解析传感器采集到的角度变化与作动器的作动距离可以表示为：[0041][0042] 通过给每个作动器配置对应的驱动器，并且设置作动传感器监控每个作动器的位置信息实现反推作动装置的同步驱动，可以快速精确控制每个作动器的作动速率和位置。[0043] 控制器1连接至第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4，用于控制第一驱动器2、第二驱动器3和第三驱动器4同步驱动第一作动器8、第二作动器9和第三作动器10，即保证反推罩盖内侧的连接部被驱动以相同的速度沿作动器的长度方向运动，从而得以非常平稳地带动反推罩盖自打开位置向闭合位置移动，或者反过来移动。[0044] 在本实施例中，反推作动装置还可以包括电源，电源与控制器1及所有驱动器电连接。电源经由控制器1为驱动器供电，控制器1通过断开供电电路的的方式控制驱动器停止作动或暂停作动。[0045] 请参阅图2，图2为本实施例提供的作动控制方法的流程图，作动控制方法包括步骤1‑步骤4。[0046] 步骤1：控制器接收作动命令并根据作动命令计算出截止作动位置。[0047] 步骤2：每个作动传感器获取相应作动器的当前作动位置信息并将该当前作动位置信息反馈给控制器。[0048] 具体地，第一作动传感器5获取第一作动器8的当前位置，并将第一作动器8的当前位置的反馈给控制器1；第二作动传感器6获取第二作动器9的当前位置，并将第二作动器9的当前位置的反馈给控制器1；第三作动传感器7获取第三作动器10的当前位置，并将第三作动器10的当前位置的反馈给控制器1。[0049] 步骤3：控制器根据当前作动位置与截止作动位置之间的差值计算出相应驱动器应输出的功率。[0050] 步骤4：驱动器根据所需功率驱动相应作动器作动至截止作动位置。[0051] 第一驱动器2驱动第一作动器8作动至截止作动位置；第二驱动3驱动第二作动器9作动至截止作动位置；第三驱动器4驱动第三作动器10作动至截止作动位置。[0052] 在作动器作动至截止作动位置后，还包括以下调节步骤：[0053] 步骤41：每个作动传感器获取相应作动器的截止作动位置。[0054] 具体地，第一作动传感器5获取第一作动器8的截止作动位置，并将第一作动器8的截止作动位置的反馈给控制器1；第二作动传感器6获取第二作动器9的截止作动位置，并将第二作动器9的截止作动位置的反馈给控制器1；第三作动传感器7获取第三作动器10的截止作动位置，并将第三作动器10的截止作动位置的反馈给控制器1。[0055] 步骤42：计算截止作动位置与预设作动位置之间的作动差值。[0056] 控制器1计算第一作动器8的截止作动位置、第二作动器9的截止作动位置和第三作动器10的截止作动位置与预设作动位置之间的作动差值。[0057] 步骤43：判断所述作动差值是否超过预设的误差阈值。[0058] 控制器1判断第一作动器8的作动差值、第二作动器9的作动差值和第三作动器10的作动差值是否超过预设的误差阈值。[0059] 步骤44：若作动差值超出误差阈值，则驱动器驱使作动器进行调节，直至作动差值小于或等于误差阈值。[0060] 若第一作动器8的作动差值超出误差阈值，则控制器1控制第一驱动器2对第一作动器8进行调节，直至第一作动器8的作动差值小于或等于误差阈值；若第二作动器9的作动差值超出误差阈值，则控制器1控制第二驱动器3对第二作动器9进行调节，直至第二作动器9的作动差值小于或等于误差阈值；若第三作动器10的作动差值超出误差阈值，则控制器1控制第三驱动器4对第三作动器10进行调节，直至第三作动器10的作动差值小于或等于误差阈值。[0061] 因为制造、安装误差，加上重力影响，三个作动器很难做到负载完美均衡，因此三个作动器的作动差值很容易超出误差阈值。控制器1内设有一基于作动器的位移、作动时间的曲线。当作动器的作动差值超出误差阈值时，通过调节相应驱动器的驱动功率，增大或减小相应作动器的输入电压或电流，使得作动器的位移和作动时间符合上述曲线。[0062] 在调节步骤后，还包括监控步骤：[0063] 当某一所述驱动器的驱动功率持续大于其他驱动器的驱动功率时，控制器控制所有驱动器暂停工作。[0064] 当第一驱动器2、第二驱动器3、第三驱动器4中至少一个驱动器的驱动功率大于其他驱动器的驱动功率时，控制器1控制所有驱动器暂停工作。具体地，当驱动器的驱动功率连续30帧(TBD)超过了150％(TBD)的额定功率时，控制器1控制所有驱动器暂停工作。[0065] 当机械结构变形，反推罩会卡住，作动器推不动就会持续过载，相应的驱动器的驱动功率就会持续大于其他驱动器的驱动功率。[0066] 控制所有驱动器暂停工作。在此，“暂停工作”意味着，所有驱动器仅仅是在一小段时间例如几秒钟内停止作动，之后需要工作人员进行调整，然后重新恢复正常运转或者恢复暂停前的运转状态。[0067] 这种同步运动控制方式省去了现有技术中反推作动装置中的机械柔性轴，简化了整个反推作动装置的构型，减轻了其重量。[0068] 通过给每个作动器配置对应的驱动器，作动传感器监控每个作动器的位置信息实现反推作动装置的同步驱动，可以快速精确控制每个作动器的作动速率和位置，避免使用柔性传动轴造成的迟滞以及需要繁琐的维护同步运动的工作，提高了反推罩盖与作动器的配合顺滑度，提前识别异常摩擦，避免变形失效。[0069] 以上对本发明实施例所提供的一种反推作动装置的作动控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

专利地区：上海

专利申请日期：2022-03-14

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114590396B