DE69633484T2

DE69633484T2 - Automatische Bremssysteme für Flugzeuge und spezieller eine Fuzzy-Logik

Info

Publication number: DE69633484T2
Application number: DE69633484T
Authority: DE
Inventors: Colin T. Bellevue Wiel
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2016-04-24
Also published as: DE69633484T3; EP0747276A2; DE69633484D1; EP0747276A3; EP0747276B2; US5539642A; EP0747276B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft automatische Bremssysteme für Flugzeuge und spezieller eine Fuzzy-Logik, welche zur verbesserten Steuerung von automatischen Flugzeugbremssystemen verwendet wird.
Fuzzy-Logik, wie sie bei Steuersystemen angewendet wird, ist in der Patentliteratur zum Beispiel durch die US-A-4,842,342 beispielhaft erläutert, welche ein Fahrzeug-Antiblockiersystem beschreibt (d. h. ein System, welches verwendet wird, um das Bremsen an einem einzelnen Rad in einer solchen Weise zu steuern, dass das Blockieren des Rades verhindert wird), das auf Fuzzy-Steuerung basiert.
Weiterhin veranschaulichend für die Verwendung von Fuzzy-Logik ist die US-A-5,001,640, welche ein Fahrzeug-Antiblockierbremssystem zum Bereitstellen eines Bremsventilsteuersignals auf Basis einer Vielzahl von Eingangssignalen, einschließlich von durch den Fahrer ausgewählten Eingaben und Fahrzeugverzögerungssignalen offenbart, wobei das Antiblockierbremssystem zwei Fuzzy-Folgerungsmaschinen (bezeichnet als Fuzzy-Folgerungsabschnitte), wobei jede Fuzzy-Folgerungsma-schine eine Vielzahl von Regeln und Fuzzy-Sätzen hat und auf einen Satz von Eingangssignalen anspricht, um ein Ausgangssignal zu berechnen, und eine Summationskomponente, welche auf Ausgangssignale der zwei Fuzzy-Folgerungsmaschinen anspricht, um ein Ausgangssteuersignal bereitzustellen, umfasst. Bei diesem Bremssystem gemäß dem Stand der Technik spricht eine der Fuzzy-Folgerungsmaschinen auf das (modifizierte) Ausgangssignal der anderen Fuzzy-Folgerungsmaschine an.
Ein Beispiel eines konventionellen automatischen Bremssystems für ein Flugzeug ist in der US-A-4,007,970 dargestellt. Dieses Dokument aus dem Stand der Technik offenbart ein automatisches Flugzeugbremssystem zum Bereitstellen eines Bremsventil-Steuersignals auf Basis einer Vielzahl von Eingangssignalen, einschließlich von vorbestimmten pilotenausgewählten Eingaben und Flugzeug-Längswinkel- und Verzögerungssignalen, wobei das automatische Bremssystem eine Vielzahl von elektronischen Komponenten umfasst, welche auf einen Satz von Eingangssignalen ansprechen, um ein Ausgangssignal zu berechnen. Dieses System gemäß dem Stand der Technik beinhaltet speziell Komponenten zum Bereitstellen eines Kopflast-Ausgangssignals, eines Einschalt-Rampen-Steuersignals und eines Dauerzustands-Steuersignals. Das System gemäß dem Stand der Technik verwendet eine Kombination von Fahrzeugverzögerung, Radgeschwindigkeit und Radverzögerung als Basis für die Steuerung.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein automatisches Flugzeugbremssystem bereitzustellen, welches Fuzzy-Logik verwendet, um eine gleichmäßigere Brems-Einschalt-Rampe und eine genauere Regelung auf den Dauerzustands-Sollwert zu gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch ein automatisches Flugzeugbremssystem zum Bereitstellen eines Bremsventil-Steuersignals auf Basis einer Vielzahl von Eingangssignalen beinhaltend vorbestimmte pilotenausgewählte Eingaben und Flugzeug-Längswinkel- und Verzögerungssignale gewährleistet,
wobei das automatische Bremssystem umfasst:
eine Vielzahl von Fuzzy-Folgerungsmaschinen, wobei jede Fuzzy-Folgerungsmaschine eine Vielzahl von Regeln und Fuzzy-Sätzen beinhaltet und auf einen Satz von Eingangssignalen anspricht, um ein Ausgangssignal zu berechnen, und
eine Fuzzy-Mischkomponente, welche auf Ausgangssignale der Vielzahl von Fuzzy-Folgerungsmaschinen anspricht, um ein Ausgangs-Steuersignal bereitzustellen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen automatischen Flugzeugbremssystems sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung verwendet Fuzzy-Logik, um automatisch das Bremsen eines Flugzeugs beim Landen oder während eines Startabbruchs (RTO, rejected take-off) auf eine gewünschte Einstellung zu regeln. Die Eingänge des Steuersystems sind die Flugzeugverzögerung und der Flugzeuglängswinkel. Der Ausgang des Steuersystems ist ein elektrischer Strom, welcher zu einem hydraulischen Servoventil geleitet wird. Dieses Ventil dosiert den hydraulischen Druck auf die Bremsen. Die Steuerlogik basiert auf einem Satz von Regeln, welche verschwommen, d. h. „fuzzy", sind. Die Regelbasis wird in jedem Entscheidungszyklus parallel ausgewertet. Zuerst wird jeder Regel ein Gewicht zugewiesen, basierend darauf, wie anwendbar die Regel zu dem gegebenen Zeitpunkt ist. Die Ausgabe wird dann unter Verwendung dieser Gewichte berechnet, indem der gewichtete Mittelwert aller Regeln gebildet wird. Wichtige Merkmale des vorliegenden Systems sind, dass Fuzzy-Logik auf Flugzeugbremsen angewendet wird und dass eigentlich zwei separate Regelbasen verwendet werden, eine, um ein Einschalt-Rampen-Bremsen zu gewährleisten, und das andere, um ein Dauerzustands-Bremsen zu gewährleisten. Ein überwachendes Mischmodul bestimmt, wie viel Gewicht jeder der zwei Regelbasen gegeben wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Graph, welcher eine gewünschte Flugzeugverzögerung während eines Anhaltens durch automatisches Bremsen veranschaulicht.
2 veranschaulicht die Komponenten des vorliegenden automatischen Fuzzy-Bremsalgorithmus.
3A ist ein Graph, welcher den Kopflast-Fuzzy-Satz für Längswinkel in Grad veranschaulicht.
3B ist ein Graph, welcher den Kopflast-Fuzzy-Satz für Zeit in Sekunden veranschaulicht.
4A, 4B, 4C 4D und 4E sind Einschalt-Rampen-Fuzzy-Sätze für Steigungsfehler, Kopflast, Fehler, Zeit bzw. Verzögerung.
5A und 5B sind Dauerzustands-Fuzzy-Sätze für Verzögerungsfehler bzw. Steigung.
6A und 68 sind Vergleichsergebnisse an einem Simulator von früheren bzw. Fuzzy-Automatikbremssystemen bei einer Automatikbremseinstellung von 1,9 m/s² Verzögerung ohne den Einsatz von Flugzeug-Schubumkehr; und
7A und 7B sind Vergleichsergebnisse an einem Simulator von früheren bzw. Fuzzy-Automatikbremssystemen für einer Automatikbremseinstellung von 2,6 m/s² mit dem Einsatz Flugzeug-Schubumkehrern.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Einführung
Das vorliegende automatische Bremssystem steuert die Menge von elektrischem Strom, welche zu einem elektronischen Servoventil geleitet wird, welches wiederum den Hydraulikdruck auf die Bremsen des Flugzeugs dosiert. Die Verzögerungsrate des Flugzeugs und der Längswinkel des Flugzeugs sind Eingänge des Steueralgorithmus. Die Aufgabe ist es, das Flugzeug mit einer konstanten, pilotenausgewählten Verzögerungs(decel)-Rate zu verzögern und eine gleichmäßige Einschalt-Rampe auf diese Verzögerungsrate zu gewährleisten (1).
Derzeit existierende Systeme erfüllen diese Aufgabe, jedoch nicht perfekt. Das vorliegende Fuzzy-System liefert ein gleichmäßigeres Bremsen und es wurde durch Vergleich gezeigt, wie hiernach dargestellt, dass es sowohl eine gleichmäßigere Einschalt-Rampe als auch eine genauere Regelung auf den Dauerzustands-Sollwert ergibt.
Beschreibung von Fuzzy-Folgerungsmaschinen
Drei Fuzzy-Folgerungsmaschinen werden in dem vorliegenden System (2) verwendet. Jede nimmt mehrere Eingaben, x₁–x_n, auf und berechnet eine einzige Ausgabe, y.
Die Fuzzy-Folgerungsmaschine ist ein regelbasiertes System der folgenden Form:
R₁: Wenn x₁ A₁₁ ist UND x₂ A₁₂ ist UND ... x_n A_1n ist DANN ist y B₁
R₂: Wenn x₁ A₂₁ ist UND x₂ A₂₂ ist UND ... x_n A_2n ist DANN ist y B₂
...
R_m: Wenn x₁ A_m1 ist UND x₂ A_m2 ist UND ... x_n A_mn ist DANN ist y B_m
Hier sind A_ij Fuzzy-Sätze und die B_i sind skalare Werte. Ein Fuzzy-Satz ist ein Satz, welcher Zugehörigkeitswerte in dem Intervall [0, 1] erlaubt. Ein Fuzzy-Satz ist auf einem universellen Satz durch eine Zugehörigkeitsfunktion definiert, welche alle Elemente des universellen Satzes auf das Intervall [0, 1] abbildet:
μA_ij(x): X → [0, 1].
Die logischen „UND"-Operatoren in diesen Regeln können durch logische „ODER"-Operatoren ersetzt werden.
Die Regelbasis wird zu jedem Zeitpunkt, an welchem eine Folgerung getätigt wird, parallel verarbeitet.
Dieser Prozess geht in zwei Schritten vonstatten:
Schritt 1: Das Gewicht (die Feuerstärke) jeder Regel wird bestimmt.
Schritt 2: Unter Verwendung dieser Gewichte wird der gewichtete Mittelwert der Ausgaben der jeweiligen Regeln gebildet, um die Ausgabe, y, der Folgerungsmaschine zu bestimmen.
Das Gewicht einer Regel ist bestimmt als: Wi = μAi1(x1)^μAi2(x2)^ ... ^μAin(xn), (1) wobei der Ausdruck „^" den Minimum-Operator darstellt. Wenn „ODER" anstelle von „UND" verwendet wird, dann ersetzt der Maximum-Operator den entsprechenden Minimum-Operator in (1).
Die Folgerungsmaschinen-Ausgabe, y, wird wie folgt berechnet:
Beschreibung des vorliegenden automatischen Fuzzy-Bremsalgorithmus
Der vorliegende automatische Fuzzy-Bremsalgorithmus besteht aus einem anfänglichen Bremsfüllbereich mit einer offenen Schleife (welcher aus einer Stromspitze besteht), gefolgt von einem Algorithmus mit geschlossener Schleife. Der Algorithmus mit geschlossener Schleife, welcher mit einer Rahmenzeit von 10 Millisekunden ausgeführt wird, kann in sechs Komponenten aufgeteilt werden (2).

1. eine Komponente zur Berechnung von Entscheidungsvariablen;
2. eine Kopflast-Auswertungs-Fuzzy-Folgerungsmaschine;
3. eine Einschalt-Rampen-Fuzzy-Folgerungsmaschine;
4. eine Dauerzustands-Fuzzy-Folgerungsmaschine;
5. eine überwachende Mischkomponente;
6. eine Summations- und Begrenzungskomponente

Die jeweiligen Komponenten werden nachfolgend beschrieben:
Komponente 1: Komponente zur Berechnung von Entscheidungsvariablen
Diese Komponente nimmt Flugzeug-Verzögerung und -Längswinkel sowie die gewünschte Verzögerung und gewünschte Einschalt-Rampen-Steigung, welche der Auswahl des Automatikbremsen-Schalters durch den Piloten entsprechen, als Eingaben auf. Sie berechnet dann den Verzögerungsfehler, Steigung, Steigungsfehler und Zeit, welche wie folgt definiert sind:
Verzögerungsfehler = tatsächliche Verzögerung – gewünschte Verzögerung
Steigung = Änderungsrate der Verzögerung (numerische Näherung)
Steigungsfehler = gewünschte Einschalt-Rampen-Steigung – tatsächliche Steigung
Zeit = nach Abschluss der Brems-Füll-Spitze vergangene Zeit.
Komponente 2: Kopflast-Auswertungs-Fuzzy-Folgerungsmaschine (3A und 3B, wobei die Kopflast-Grenzwerte unten = 0 und oben = 100 sind)
Diese Komponente nimmt den Längswinkel und die Zeit als Eingaben auf und berechnet den Wert der „Kopflast", welche Werte zwischen 0 und 100 annehmen kann. Die Kopflast stellt das Ausmaß dar, zu welchem die Nase des Flugzeugs als unten seiend betrachtet werden sollte, wobei 0 definitiv unten und 100 definitiv unten darstellt. Die zwei Regeln und vier Fuzzy-Satz-Werte sind nachfolgend aufgelistet.
Kopflast-Regeln

1. Wenn Längswinkel nicht Hoch ist ODER Zeit Hoch ist DANN Kopflast = Unten
2. Wenn Längswinkel Hoch ist UND Zeit nicht Hoch ist DANN Kopflast = Oben

Komponente 3: Einschalt-Rampen-Fuzzy-Folgerungsmaschine (Die Einschalt-Rampen-Fuzzy-Sätze sind in 4A, 4B, 4C, 4D und 4E dargestellt)
Diese Komponente nimmt Verzögerung, Verzögerungsfehler, Steigungsfehler, Zeit und Kopflast als Eingänge auf und berechnet einen Wert für ΔStrom (in 100.000stel Milliampere). Die 17 Regeln sind wie folgt und die 10 Fuzzy-Sätze sind in den Figuren gezeigt:
Einschalt-Rampen-Regeln

1. Wenn Steigungsfehler Negativ ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 50.
2. Wenn Steigungsfehler Negativ ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 120.
3. Wenn Steigungsfehler Negativ ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 250.
4. Wenn Steigungsfehler Negativ ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Wahr ist DANN ist ΔStrom 1600.
5. Wenn Steigungsfehler Null ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 40.
6. Wenn Steigungsfehler Null ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Wahr ist DANN ist ΔStrom 80.
7. Wenn Steigungsfehler Null ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 200.
8. Wenn Steigungsfehler Null ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Wahr ist DANN ist ΔStrom 800.
9. Wenn Steigungsfehler Positiv ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 30.
10. Wenn Steigungsfehler Positiv ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Kopflast Wahr ist DANN ist ΔStrom 40.
11. Wenn Steigungsfehler Positiv ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Unwahr ist DANN ist ΔStrom 150.
12. Wenn Steigungsfehler Positiv ist UND Verzögerung Hoch ist UND Kopflast Wahr ist DANN ist ΔStrom 300.
13. Wenn Zeit Sehr Niedrig ist DANN ist ΔStrom 0.
14. Wenn Fehler Klein ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Steigungsfehler Negativ ist DANN ist ΔStrom 0.
15. Wenn Fehler Klein ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Steigungsfehler Null ist DANN ist ΔStrom –100.
16. Wenn Fehler Klein ist UND Verzögerung Niedrig ist UND Steigungsfehler Positiv ist DANN ist ΔStrom –200.
17. Wenn Fehler Klein ist UND Verzögerung Hoch ist DANN ist ΔStrom 0.

Komponente 4: Dauerzustands-Fuzzy-Folgerungsmaschine (die Dauerzustands-Fuzzy-Sätze sind in 5A und 5B dargestellt, wobei
ΔStrom
Skalare

PSG = 4200
PG = 2600
PM = 1400
K = 700
PSK = 160
N = 0
NSK = –160
NK = –700
NM = –1400
NG = –2600
NSG = –4200

Diese Komponente nimmt den Verzögerungsfehler und die Steigung als Eingaben auf und berechnet einen Wert für ΔStrom (in 100.000stel Milliampere). Die 25 Regeln sind nachfolgend aufgelistet und die 10 Fuzzy-Sätze sind in den Figuren dargestellt.
Dauerzustandsregeln

1. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Negativ Groß ist DANN ist ΔStrom Positiv Sehr Groß.
2. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Negativ Klein ist DANN ist ΔStrom Positiv Groß.
3. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Null ist DANN ist ΔStrom Positiv Mittel.
4. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Positiv Sehr Klein.
5. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Positiv Groß ist DANN ist ΔStrom Null.
6. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Groß ist UND Steigung Negativ Groß ist DANN ist ΔStrom Positiv Groß.
7. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Klein ist UND Steigung Negativ Klein ist DANN ist ΔStrom Positiv Klein.
8. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Klein ist UND Steigung Null ist DANN ist ΔStrom Positiv Sehr Klein.
9. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Klein ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Null.
10. Wenn Verzögerungsfehler Negativ Klein ist UND Steigung Positiv Groß ist DANN ist ΔStrom Negativ Sehr Klein.
11. Wenn Verzögerungsfehler Null ist UND Steigung Negativ Groß ist DANN ist ΔStrom Positiv Klein.
12. Wenn Verzögerungsfehler Null ist UND Steigung Negativ Klein ist DANN ist ΔStrom Positiv Sehr Klein.
13. Wenn Verzögerungsfehler Null ist UND Steigung Null ist DANN ist ΔStrom Null.
14. Wenn Verzögerungsfehler Null ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Negativ Sehr Klein.
15. Wenn Verzögerungsfehler Null ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Negativ Klein.
16. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Klein ist UND Steigung Negativ Groß ist DANN ist ΔStrom Positiv Sehr Klein.
17. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Klein ist UND Steigung Negativ Klein ist DANN ist ΔStrom Null.
18. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Klein ist UND Steigung Null ist DANN ist ΔStrom Negativ Sehr Klein.
19. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Klein ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Negativ Klein.
20. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Klein ist UND Steigung Positiv Groß ist DANN ist ΔStrom Negativ Groß.
21. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Groß ist UND Steigung Negativ Groß ist DANN ist ΔStrom Null.
22. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Groß ist UND Steigung Negativ Klein ist DANN ist ΔStrom Negativ Sehr Klein.
23. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Groß ist UND Steigung Null ist DANN ist ΔStrom Negativ Mittel.
24. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Groß ist UND Steigung Positiv Klein ist DANN ist ΔStrom Negativ Groß.
25. Wenn Verzögerungsfehler Positiv Groß ist UND Steigung Positiv Groß ist DANN ist ΔStrom Negativ Sehr Groß.

Komponente 5: überwachende Mischkomponente
Diese Komponente nimmt als Eingänge den ΔStrom von der Einschalt-Rampen-Komponente, den ΔStrom von der Dauerzustands-Komponente und den Verzögerungsfehler auf und berechnet den ΔStrom, um welchen der Strom tatsächlich erhöht wird.

Bei dieser Rechnung handelt es sich um einen lineareren Übergang von einer Einschalt-Rampen-Steuerung zu einer Dauerzustands(D. z.)-Steuerung, wenn der Verzögerungsfehler von weniger als –0,15 ms^–2 nach 0 übergeht; d. h., ΔStrom(Ausgabe)

• Strom(Einschalt-Rampe)	wenn Verzögerungsfehler < –0,5
• (–1 × Verzögerungsfehler/0,5) × ΔStrom(Einschalt-Rampe) + ((Verzögerungsfehler + 0,5)/0,5 × ΔStrom(D. z.)	wenn –0,5 < Verzögerungsfehler < 0
• ΔStrom(D. z.)	wenn Verzögerungsfehler > 0

Zusätzlich wird der Anteil der Steuerung, welcher der D. z.-Komponente zugemessen ist, an einem Minimum des höchsten Wertes gehalten, den er bislang angenommen hat. Dies bedeutet, dass der Anteil der Steuerung, welcher der D. z.-Komponente zugemessen ist, niemals abnehmen kann und, dass sobald der Verzögerungsfehler null erreicht, die gesamte Steuerung von der D. z.-Komponente ausgeht.
Komponente 6: Summations- und Begrenzungskomponente
Diese Komponente nimmt ΔStrom als Eingang auf und berechnet den Strom. Der neue Strom ist gleich dem vorherigen Strom plus ΔStrom, begrenzt auf einen Minimal- und Maximalwert.
Testergebnisse
Bei Bremssteuerungs-Simulationstestläufen auf einer Simulation mit hoher Geschwindigkeit und hoher Zuverlässigkeit von Flugzeug und Reifen-Boden-Grenzfläche wurde das vorliegende automatische Fuzzy-Logik-Flugzeug-Bremssteuersystem gegenüber einem früheren automatischen Bremssystem getestet, und die Vergleichsergebnisse sind in 6A und 6B dargestellt, wobei eine Automatikbremseneinstellung von 1,9 m/s² Verzögerung ohne Einsatz der Schubumkehrer des Flugzeugs verwendet wurde.
7A und 7B zeigen einen Vergleich, wobei die Automatikbremsen-Einstellung 2,6 m/s² Verzögerung mit Einsatz von Flugzeug-Schubumkehrern ist.
Das Testen des vorliegenden automatischen Fuzzy-Logik-Flugzeugbremssteuersystems gegenüber dem früheren System zeigen Vergleichsergebnisse, bei welchen in jedem Testlauf das vorliegende automatische Fuzzy-Logik-Bremssystem das frühere System ohne Fuzzy-Logik hinsichtlich Gleichmäßigkeit und hinsichtlich der Fähigkeit, den Sollwert zu halten, übertroffen hat, sogar bei Vorhandensein von Schubumkehrereinsatz und Ladung.
Zusammenfassung
Die vorliegende Steuerlogik basiert auf einem Satz von Regeln, welche verschwommen, d. h. fuzzy, sind. Eine Beispielregel aus dem System ist „Wenn der Verzögerungsfehler Negativ Groß ist, und die Steigung [Ableitung des Verzögerungsfehlers] Positiv Klein ist, dann ist der ΔStrom Positiv Sehr Klein." Hierbei sind „Negativ Groß", „Positiv Klein", und „Positiv Sehr Klein" durch mathematische Funktionen definiert. Die Regelbasis wird bei jedem Entscheidungszyklus parallel ausgewertet. Zuerst, wird jeder Regel ein Wert zugewiesen, basierend darauf, wie anwendbar die Regel bei dem gegebenen Zeitpunkt ist. Die Ausgabe wird dann unter Verwendung dieser Gewichte berechnet, indem der gewichtete Mittelwert aller Regeln gebildet wird.
Wichtige Merkmale des vorliegenden Systems beinhalten

1. Eine Fuzzy-Logik wird beim automatischen Bremsen des Flugzeugs verwendet.
2. Die Fuzzy-Berechnung einer Variable wird in einer weitern Fuzzy-Berechnung verwendet; (d. h., „Kopflast" wird in der „Einschalt-Rampen"-Berechnung verwendet).
3. Die Verwendung eines Fuzzy-Ansatzes auf das Mischen der Ausgänge von mehr als einem Fuzzy-System; (d. h., überwachendes Mischen von Einschalt-Rampen- und Dauerzustands-Ausgaben).
4. Die Verwendung eines Fuzzy-Systems, um einen Schrittwert zu berechnen, welcher dann addiert wird, um die Gesamtsystemausgabe bereitzustellen; (d. h., ΔStrom, welcher summiert wird, um die Steuerausgabe, Strom, zu berechnen).

Claims

Automatisches Flugzeugbremssystem zum Bereitstellen eines Bremsventil-Steuersignals auf Basis einer Vielzahl von Eingangssignalen beinhaltend vorbestimmte pilotenausgewählte Eingaben und Flugzeug-Längswinkel- und Verzögerungssignale, wobei das automatische Bremssystem umfasst: eine Vielzahl von Fuzzy-Folgerungsmaschinen (2, 3, 4), wobei jede Fuzzy-Folgerungsmaschine (2, 3, 4) eine Vielzahl von Regeln und Fuzzy-Sätzen beinhaltet und auf einen Satz von Eingangssignalen anspricht, um ein Ausgangssignal zu berechnen, und eine Fuzzy-Mischkomponente (5), welche auf Ausgangssignale der Vielzahl von Fuzzy-Folgerungsmaschinen (2, 3, 4) anspricht, um ein Ausgangs-Steuersignal bereitzustellen.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach Anspruch 1, wobei mindestens eine (3) der Fuzzy-Folgerungsmaschinen auf das Ausgangssignal mindestens einer (2) der anderen Fuzzy-Folgerungsmaschinen anspricht.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach Anspruch 2, wobei die Fuzzy-Folgerungsmaschine (3) für eine Einschalt-Rampen-Steuerung auf das Ausgangssignal der Fuzzy-Folgerungsmaschine (2) für eine Kopflast-Auswertung anspricht.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, darüber hinaus umfassend: Berechnungsmittel (1), welche auf die Flugzeug-Längsneigungs- und Verzögerungssignale und auf die vorbestimmten pilotenausgewählten Eingaben, welche Verzögerungs- und Einschalt-Rampen-Steigungseingaben umfassen, ansprechen, um Verzögerungsfehler, Steigung, Steigungsfehler und Zeit darstellende Signale bereitzustellen, eine erste Fuzzy-Folgerungsmaschine (2), welche auf die Längsneigungs- und Zeitsignale anspricht, um ein Kopflast-Ausgangssignal bereitzustellen, eine zweite Fuzzy-Folgerungsmaschine (4), welche auf die Verzögerungsfehler- und Steigungssignale anspricht, um ein Dauerzustands-Steuerungsausgangssignal bereitzustellen, eine dritte Fuzzy-Folgerungsmaschine (3), welche auf die Flugzeug-Verzögerungs-, Verzögerungsfehler-, Steigungsfehler-, Zeit- und Kopflast-Signale anspricht, um ein Einschalt-Rampen-Steuerungsausgangssignal bereitzustellen, und eine Fuzzy-Mischkomponente (5), welche auf das Einschalt-Rampen-Steuersignal, das Dauerzustands-Steuersignal und das Verzögerungsfehlersignal anspricht, um das Ausgangssteuerungssignal bereitzustellen.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach Anspruch 4, wobei das durch die Fuzzy-Mischmittel (5) berechnete Ausgangs-Steuersignal von dem Einschalt-Rampen-Steuersignal zu dem Dauerzustands-Steuersignal übergeht, wenn der Verzögerungsfehler von einem negativen Wert zu Null übergeht.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach Anspruch 5, wobei das relative Gewicht des Dauerzustands-Steuersignals in dem Ausgangs-Steuersignal immer bei einem Minimum des höchsten Werts, den es bisher erreicht hat, gehalten wird.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach einem der Ansprüche 4–6, wobei das Einschalt-Rampen-Steuersignal, das Dauerzustands-Steuersignal und das Ausgangs-Steuersignal der Fuzzy-Mischkomponente (5) Inkrementalstromsignale in 100.000stel mA sind.
Automatisches Flugzeugbremssystem nach Anspruch 7, darüber hinaus umfassend eine Summations- und Begrenzungskom ponente (6) zum Summieren der Inkrementalstromsignale, um das Bremsventilsteuersignal auf einen minimalen und maximalen Wert begrenzt bereitzustellen.