[实用新型]一种飞行控制系统试验装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种飞行器飞行控制系统试验装置，具体的说，是一种基于虚拟仪器技术的可用于飞行器电传飞行控制系统时域响应和频率响应试验的试验装置。

背景技术

电传飞行控制系统时域响应和频率响应试验是飞行器试飞前例行地面试验，包括地面时域响应试验、稳定储备试验等，主要测量飞行控制系统各回路动态特性，从而依据试验数据对飞行控制系统的动态特性进行评估。

目前，电传飞行控制系统时域和频率响应试验大多采用频率响应分析仪产生飞行控制系统扫频激励信号，并同时采集飞行控制系统的响应信号，通过频率响应分析仪解算得到飞行控制系统的动态特性数值。试验过程中需要系统试验器、模拟/数字转换装置和数字/模拟转换装置等实现频率响应分析仪与飞控计算机的信号交联，造成试验装置间电缆连接比较复杂，引起信号衰减、波形失真和信号噪声，降低试验过程采集信号的信噪比，造成试验结果准确度降低。

发明内容

(1)发明目的

本发明提出一种基于虚拟仪器技术的电传飞行控制系统试验装置，避免了采用现有频率响应分析仪、系统试验器、模拟/数字转换装置、数字/模拟转换装置和测试电缆引起的信号幅值衰减、波形失真等问题，提高电传飞行控制系统时域和频域响应试验结果的准确性。

(2)发明技术方案

本发明提出的电传飞行控制系统试验装置包括硬件系统和软件系统两个部分，通过硬件系统和软件系统的协同工作，实现飞行控制系统时域和频域响应特性试验、分析与评价。

所述试验装置硬件系统结构如图1所示，该试验装置由上位机和下位机两部分组成。其中下位机包括激励信号输出硬件模块11、舵面响应信号采集硬件模块12、传感器响应信号采集硬件模块13、飞控系统状态采集硬件模块14、数据传输总线15和下位机控制器16,主要完成数字激励信号产生、响应信号采集、信号分析解算等功能。上位机包括试验状态通讯硬件模块17和人机交互计算机18，实现人机接口功能，提供人机操作界面，接受用户输入的飞行状态点信息、激励信号信息、控制命令等，并显示数据结果图形曲线等信息，实现人机交互功能。

其中，激励信号输出硬件模块11、舵面响应信号采集硬件模块12、传感器响应信号采集硬件模块13和飞控系统状态采集硬件模块14与试验飞控系统保持相同余度配置。激励信号输出硬件模块11采用数字通讯总线与飞控计算机相联，为飞控系统时域和频域响应试验分别注入方波和正弦波数字扫频激励信号。舵面响应信号采集硬件模块12采用数字通讯总线与飞控计算机相联，完成飞控系统舵面响应信号的采集。传感器响应信号采集硬件模块13采用数字通讯总线与飞控计算机相联，完成陀螺、加速度计等传感器响应信号采集。飞控系统状态采集硬件模块14与飞控计算机相联，完成飞控系统报警故障状态信息采集。下位机控制器16通过下位机机箱主板的数据传输总线15与激励信号输出硬件模块11、舵面响应信号采集硬件模块12、传感器响应信号采集硬件模块13、飞控系统状态采集硬件模块14通讯。试验状态通讯硬件模块17与铁鸟试验台的综合测控仿真机相联，实现试验飞行状态信息的设置。人机交互计算机18实现人机交互、试验数据分析与存储等功能。

所述激励信号输出硬件模块11、舵面响应信号采集硬件模块12、传感器响应信号采集硬件模块13和飞控系统状态采集硬件模块14与试验飞控系统保持相同余度配置。以上各模块输出和采集的信号均为多余度数字式信号，通过余度表决处理后可有效剔除信号中的奇异值，提高试验结果准确性。

所述激励信号输出硬件模块11为飞控系统试验注入所需的数字式激励信号。激励信号可依据试验项目选取不同的波形，在进行时城响应试验时选取方波数字激励信号，进行频域响应试验时选取正弦波数字激励信号。

所述激励信号输出硬件模块11输出的激励信号及舵面响应信号采集硬件模块12和传感器响应信号采集硬件模块13采集的响应信号均为数字式信号，有效避免了受试验设备和现场电磁干扰造成的信号幅值衰减、波形失真等问题，从而提高试验结果的准确性。