一種飛機(jī)地面伺服彈性試驗(yàn)虛擬開環(huán)掃頻方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)領(lǐng)域，涉及飛機(jī)氣動(dòng)彈性試驗(yàn)范疇，尤其涉及一種飛機(jī)地面伺服彈性試驗(yàn)虛擬開環(huán)掃頻方法。本發(fā)明采用在飛機(jī)作動(dòng)器前向指令綜合端口處設(shè)置虛擬開環(huán)電路，只需要簡單的反相器和加法器，無需對(duì)飛控系統(tǒng)反饋回路進(jìn)行任何更改，便可在飛控系統(tǒng)物理閉環(huán)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)虛擬開環(huán)，從而避免飛機(jī)在地面伺服彈性頻響試驗(yàn)中出現(xiàn)耦合，有效化解試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】一種飛機(jī)地面伺服彈性試驗(yàn)虛擬開環(huán)掃頻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)領(lǐng)域，涉及飛機(jī)氣動(dòng)彈性試驗(yàn)范疇，尤其涉及一種飛機(jī)地面伺服彈性試驗(yàn)虛擬開環(huán)掃頻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地面伺服彈性試驗(yàn)(也稱結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合試驗(yàn))是帶有飛行控制系統(tǒng)飛機(jī)試飛前的例行地面試驗(yàn)。測(cè)量飛機(jī)-飛控組合回路的開環(huán)頻響特性，并依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)飛機(jī)地面伺服彈性穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估是該項(xiàng)試驗(yàn)的主要任務(wù)之一。
[0003]對(duì)于飛控系統(tǒng)反饋回路無法物理斷開的飛機(jī)，通常在回路閉合狀態(tài)下測(cè)量掃頻信號(hào)注入點(diǎn)前、后的回路響應(yīng)信號(hào)，得到飛機(jī)-飛控組合回路的開環(huán)動(dòng)態(tài)特性。
[0004]然而對(duì)于首次開展地面伺服彈性試驗(yàn)的新研飛機(jī)，直接采用閉環(huán)掃頻方式存在較大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)橐坏┌l(fā)生耦合(掃頻指令驅(qū)動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)所激勵(lì)起的機(jī)載飛控傳感器輸出信號(hào)經(jīng)飛行控制律解解算后驅(qū)動(dòng)舵面以更大的幅值繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，繼而引起更大的機(jī)載飛控傳感器輸出，直至舵面運(yùn)動(dòng)發(fā)散)，可能導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決飛控系統(tǒng)反饋回路無法物理斷開時(shí)，采用閉環(huán)掃頻方式測(cè)量飛機(jī)-飛控組合回路動(dòng)態(tài)特性存在較大試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，在飛機(jī)的飛控計(jì)算機(jī)舵偏指令輸出端與作動(dòng)器前向指令輸入端之間并入虛擬開環(huán)電路，虛擬開環(huán)電路包括一個(gè)反相器和一個(gè)加法器，飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令δ信號(hào)經(jīng)反相器反向后進(jìn)入加法器其中一個(gè)輸入端口，加法器輸出信號(hào)并入作動(dòng)器前向指令綜合端口，飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)同時(shí)接入動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的輸入端，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的輸出掃頻指令信號(hào)Source接入加法器另一個(gè)輸入端口 ；飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)經(jīng)反向器反向后與動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀掃頻指令輸出信號(hào)在加法器綜合，加法器的輸出信號(hào)與飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)在作動(dòng)器前向指令綜合端口綜合，驅(qū)動(dòng)飛機(jī)的舵面偏轉(zhuǎn)；舵面偏轉(zhuǎn)引起的飛機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)被飛控傳感器感知后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入飛控計(jì)算機(jī)，飛控計(jì)算機(jī)內(nèi)部控制律解算后輸出的舵偏指令δ信號(hào)被動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采集并處理后，得到飛機(jī)-飛控組合回路的開環(huán)動(dòng)態(tài)特性。
[0007]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過在作動(dòng)器前向指令綜合端并入反向后的飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令信號(hào)，使得掃頻過程由于飛機(jī)振動(dòng)所產(chǎn)生的飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令無法進(jìn)入作動(dòng)器的舵回路，從而在飛控系統(tǒng)反饋回路物理閉環(huán)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了虛擬開環(huán)，徹底消除了在反饋回路物理閉環(huán)狀態(tài)下進(jìn)行掃頻試驗(yàn)而帶來的耦合風(fēng)險(xiǎn)。此外，本發(fā)明所提出的虛擬開環(huán)電路只需要一個(gè)反相器和一個(gè)加法器，無需對(duì)機(jī)載飛控系統(tǒng)反饋回路進(jìn)行任何更改，便可在飛控系統(tǒng)物理閉環(huán)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)虛擬開環(huán)，簡單明了，易于實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0010]1、在飛機(jī)的飛控計(jì)算機(jī)舵偏指令輸出端與作動(dòng)器前向指令輸入端之間并入虛擬開環(huán)電路，虛擬開環(huán)電路由一個(gè)加法器和一個(gè)反相器組成；
[0011]2、飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令信號(hào)δ (模擬電壓量)由虛擬開環(huán)電路中的反相器反向后，經(jīng)加法器注入作動(dòng)器前向指令綜合端，反向后的飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令-S與經(jīng)作動(dòng)器前向通道傳輸至作動(dòng)器前向綜合端口的飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令信號(hào)S綜合，從而使飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令無法進(jìn)入作動(dòng)器的舵回路；
[0012]3、操縱駕駛桿使飛控計(jì)算機(jī)輸出舵偏指令，但由于虛擬開環(huán)電路的存在，舵面并無任響應(yīng)，于是在反饋回路物理閉環(huán)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了虛擬開環(huán)；
[0013]4、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀輸出掃頻指令信號(hào)(Source)經(jīng)虛擬開環(huán)電路中的加法器后注入作動(dòng)器前向指令綜合端口，驅(qū)動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)；
[0014]5、舵面偏轉(zhuǎn)引起的飛機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)被飛控傳感器感知后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入飛控計(jì)算機(jī)，飛控計(jì)算機(jī)內(nèi)部控制律解算后輸出的舵偏指令δ信號(hào)被動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采集并處理后，得到飛機(jī)-飛控組合回路的開環(huán)動(dòng)態(tài)特性。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)地面伺服彈性試驗(yàn)虛擬開環(huán)掃頻方法，其特征是，在飛機(jī)的飛控計(jì)算機(jī)舵偏指令輸出端與作動(dòng)器前向指令輸入端之間并入虛擬開環(huán)電路，虛擬開環(huán)電路包括一個(gè)反相器和一個(gè)加法器，飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)經(jīng)反相器反向后進(jìn)入加法器其中一個(gè)輸入端口，加法器輸出信號(hào)并入作動(dòng)器前向指令綜合端口，飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)同時(shí)接入動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的輸入端，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的輸出掃頻指令信號(hào)Source接入加法器另一個(gè)輸入端口 ；飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令δ信號(hào)經(jīng)反向器反向后與動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀掃頻指令輸出信號(hào)在加法器綜合，加法器的輸出信號(hào)與飛控計(jì)算機(jī)輸出的舵偏指令S信號(hào)在作動(dòng)器前向指令綜合端口綜合，驅(qū)動(dòng)飛機(jī)的舵面偏轉(zhuǎn)；舵面偏轉(zhuǎn)引起的飛機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)被飛控傳感器感知后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入飛控計(jì)算機(jī)，飛控計(jì)算機(jī)內(nèi)部控制律解算后輸出的舵偏指令δ信號(hào)被動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采集并處理后，得到飛機(jī)-飛控組合回路的開環(huán)動(dòng)態(tài)特性。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103558842SQ201310542584
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】蒲利東, 龔亮, 陳海 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所