[发明专利]一种舵系统动态测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种舵系统动态测试方法。

背景技术

舵系统是导弹飞行控制系统中的重要组成部分，是导弹控制系统的执行机构，通过驱动舵面偏转，使导弹产生控制力或控制力矩，从而稳定导弹飞行状态或改变飞行状态。舵系统通常由舵机、综合放大器、舵面、反馈装置、比较装置组成，首先比较装置接收外部的控制信号，与反馈装置反馈回来的反馈信号进行比较，当两个信号不等时，则把两者的差值送给综合放大器，由综合放大器控制舵机偏转，从而控制外部操纵部件动作。

传统的舵系统测试方法多以静态性能参数测试为主，难以对各种瞬态异常现象做出及时准确的判定，舵系统的动态性能直接关系到导弹飞行的稳定性与调节的快速性。舵系统的动态性能测试指标主要有过渡过程、灵敏度、超调量以及弹道轨迹仿真等。对于过渡过程、灵敏度和超调量测试，测试流程明确，激励信号类型简单，通过现有的软硬件资源可以实现。而弹道轨迹仿真的激励信号则一般无规律，且该激励信号要求能够严格按照导弹飞行时的状态和控制时序来控制，现有的资源很难保证实时性，且计算机占用资源比较高。传统的验证该性能方法都要用实际飞行试验来进行，成本高，且费时、费力。因此急需开发一种能够按照以往实际飞行试验中的实测数据，真实的生成相应的弹道轨迹曲线的舵系统控制信号装置，实现用地面模拟试验代替飞行试验。对舵系统进行动态性能检测，进而利用仿真动态过渡过程检测信息对控制模型进行辨识与仿真，将是舵系统综合性能分析、设计和动态性能评估、验证的有效手段。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种舵系统动态测试方法。采用本发明可以用于地面模拟飞行状态试验，解决了在实验室条件下无法验证舵系统在真实弹道轨迹曲线控制情况下的动态运行状况和性能测试的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种舵系统动态测试方法，用于产生控制舵系统工作控制信号，包括以下步骤：

(1)接收计算机发出的控制指令和输入信号参数，所述输入信号参数，包括信号类型、信号幅度和或信号频率，或导弹飞行时产生的弹道轨迹曲线参数；

(2)根据控制指令对输入信号参数进行解析构造解析信号，将获得的解析信号送入步骤(3)，所述解析信号为直流信号、交流信号或弹道轨迹曲线信号；

(3)对送入的解析信号进行判断：

若解析信号为直流信号或交流信号，直接作为测试信号送入步骤(4)；

若解析信号为弹道轨迹曲线信号，进行滤波作为测试信号输出到步骤(4)；

(4)对输入的测试信号进行补偿，并将补偿后的测试信号送入步骤(5)；

(5)将步骤(4)送入的测试信号进行缓存，将测试信号进行数模转换和滤波后，将测试信号从一路或多路输出。

所述步骤(3)中，若解析信号为弹道轨迹曲线信号，则进行如下滤波：

若解析信号的幅值大于被测舵系统控制信号的最大幅值，则对解析信号进行限幅滤波，将解析信号的幅值控制在被测舵系统控制信号的最大副值内；

若解析信号的幅值变化速度超过了被测舵系统的响应速度，则对解析信号进行消抖滤波；

若解析信号的高频分量超过被测舵系统所能响应的最高频率，则对解析信号进行低通滤波，滤除解析信号中超过被测舵系统响应范围的高频分量；

若需要对舵系统某段频率区间中的响应性能进行测试，则对解析信号进行带通滤波，获取对于被测频率区间内的测试信号；

若需要对舵系统在响应频率范围内的高频区间响应能力进行测试，则对解析进行高通滤波，获得高频范围内的测试信号。

所述步骤(4)中采用一阶或二阶模型对测试信号进行补偿，获得精度符合要求的测试信号并输出。

所述步骤(5)对测试信号进行RC滤波，其中R＝100Ω，C＝0.1uF。

所述步骤(5)中，测试信号最多从6路同时输出。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明所述方法实时性好、定时精度高。传统的实验测试通过计算机软件来控制测试信号的输出，当弹道曲线的两个控制信号之间的时间间隔小于3ms时，计算机很难保证按照该时间输出控制信号且定时精度不高。本发明根据输入信号参数产生用于控制舵系统的测试信号，在输出前进行缓存，根据实际的测试需要进行输出，因此具体较高的实时性，例如在本发明实施例中采用2MHz的晶体震荡器，时间误差不大于0.001ms，能够满足严格按照外部输入信号的时间输出控制信号的要求。