[发明专利]一种伺服作动系统仿真装置及其仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种伺服作动系统仿真器及其仿真方法，特别是涉及由计算机控制的接口模板实现伺服作动系统接口信号及功能仿真，属于工程仿真技术领域。

背景技术

飞行控制系统在现代飞机设计过程中越来越重要，随着电传飞行控制技术和主动控制技术的应用，飞行控制系统已经达到了与飞机的总体、气动、结构和强度同等重要和同步设计的地步，同时，飞行控制系统的安全性和可靠性对于飞机的安全更加重要，为了保证飞行控制系统的安全性和可靠性，重要途径就是在设计的基础上开展地面仿真试验，在地面仿真试验中如何对飞行控制系统进行全面、详细的验证成为飞行控制系统地面试验面临的难题。

传统的验证试验中，需要研制专门用于试验的环境支持设施，尽量能模拟飞行控制系统在飞机上工作时所需的环境条件：如设计专门的试验台架用于支撑和安装伺服作动系统等各组成部件，并为各组成部件的工作提供必要的液压能源和电源，配置必要的控制和测试设备。

飞行控制系统的验证试验中，大部分验证项目与伺服作动系统有关，并在试验验证中使用装机的伺服作动系统，存在以下缺点：

(1)装机的伺服作动系统是在飞行控制系统设计完成后，才能生产提供，不能满足设计研发阶段试验、或者是初制样件阶段试验的需要；

(2)装机的伺服作动系统是对专门的飞行控制系统研制生产的，不具有通用性，在飞行控制系统其它部件状态发生变化后，需要进行适配性更改，甚至是重新加工、生产；

(3)装机的伺服作动系统成本高、周期长；

(4)装机的伺服作动系统依靠人工操作完成，验证测试过程效率低下，周期长。

目前，在飞机的设计研制中，大量地采用数字仿真技术，数字仿真已被证明是开发飞机行之有效的方法，其提供了更快、更高效地开发研制飞机的方式。为了保证飞机研制的周期，加快飞行控制系统试验进度，有必要在飞行控制系统的试验中更多地采用数字仿真技术；另一方面，飞行控制系统验证项目多，而且大量试验需要在初期设计阶段完成，这样就需要一个试验平台，满足边设计边试验的工作流程，以便到地面试验阶段使飞行控制系统达到更高成熟度。为尽量早点开展试验，这也要求使用数字仿真技术为核心的数字化试验技术逐步取代依赖于大量实物试验技术，缩短飞机研制周期，加快研制进度。

发明内容

本发明的目的是设计一种伺服作动系统仿真装置及其仿真方法，通过由计算机控制的接口模板实现伺服作动系统接口信号仿真及功能仿真。

本发明采取的技术方案为：一种伺服作动系统仿真装置包括信号定义操作单元[1]、参数设置及运行控制操作单元[2]、模拟量信号输入单元[3]、RVDT信号输入单元[4]、作动器信号仿真单元[5]、伺服阀信号仿真单元[6]、舵面位置信号仿真单元[7]、系统控制总线[9]和接口适配器[10]；

信号定义操作单元[1]、参数设置及运行控制操作单元[2]、模拟量信号输入单元[3]、RVDT信号输入单元[4]、作动器信号仿真单元[5]、伺服阀信号仿真单元[6]、舵面位置信号仿真单元[7]之间通过系统控制总线[9]进行信息的传输与数据交换；

模拟量信号输入单元[3]、RVDT信号输入单元[4]、作动器信号仿真单元[5]、伺服阀信号仿真单元[6]和舵面位置信号仿真单元[7]通过通过信号传输总线[11]和接口适配器[10]相连，进行信号的传输，接口适配器[10]还与飞行控制系统之间互联。

进一步地，上述一种伺服作动系统仿真装置还包括故障设置控制单元[8]，故障设置控制单元[8]通过信号传输总线[11]分别和作动器信号仿真单元[5]、伺服阀信号仿真单元[6]和舵面位置信号仿真单元[7]、接口适配器[10]相连。

进一步地，故障设置控制单元[8]和信号定义操作单元[1]、参数设置及运行控制操作单元[2]、模拟量信号输入单元[3]、RVDT信号输入单元[4]、作动器信号仿真单元[5]、伺服阀信号仿真单元[6]、舵面位置信号仿真单元[7]通过系统控制总线[9]进行信息的传输与数据交换。

一种使用伺服作动系统仿真装置进行仿真，包括以下步骤：

步骤1：系统运行开始，按照试验需要完成的任务，确定伺服作动系统仿真器的初始状态；

步骤2：读取逻辑通道定义；

步骤3：按照相关输入定义选择输入信号的类型；

步骤4：判断信号类型；信号分别有：模拟输入、RVDT输入、单步输入、列表输入、函数输入、离散输入；

步骤5：读取输入信号数值；

步骤6：读取通道转换系数和通道转换偏移参数；