[发明专利]一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法

权利要求书

1.一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于步骤如下：

(1)搭建地面测试系统；

所述地面测试系统包括光栅摆角传感器、摆角信号综合控制柜、数据采集/处理工控机；光栅摆角传感器平放于地面测试桌上；

(2)确认测试线路连接正确且信号接收情况正常，对光栅摆角传感器进行静态标定，将光栅摆角传感器的光栅尺分别拉至最大位移、最小位移，并记录数据采集/处理工控机采集的光栅尺位置数据，根据光栅尺精度及光栅摆角传感器的摆角范围计算实际测量精度，并对照标定补偿任务进行判断是否满足需求；

(3)将光栅摆角传感器安装于发动机喷管处，搭建装机状态光栅传感器标定系统；

所述装机状态光栅传感器标定系统包括光栅摆角传感器、摆角信号综合控制柜、数据采集/处理工控机、伺服控制器、伺服机构及配套设备，

(4)根据发动机喷管几何参数计算摆角测量铰链偏差

(5)由数据采集/处理工控机向伺服控制器发送测试信号，其中，Y向、Z向为双向摇摆发动机的摆动方向且方向正交，通过伺服控制器控制控制Y向、Z向的伺服机构运动，并通过数据采集/处理工控机记录测试信号；

(6)向Z向伺服机构发送摆角为0的测试信号，向Y向伺服机构发送阶梯上升的测试信号，伺服机构开始工作后带动发动机进行Y向摇摆，通过数据采集/处理工控机接收光栅摆角传感器发送的数字信号；

(7)向Z向伺服机构发送预设摆角的测速信号，至Z向伺服机构摆动一定角度Δθ_n后，根据摆角测量铰链偏差向Y向伺服机构发送基体上升的测试信号，伺服机构开始工作后带动发动机进行Y向摇摆，通过数据采集/处理工控机实时接收Z向伺服机构发送的同预摆角Δθ_n状态下的数字信号y_n，获取发动机喷管Y向的真实摆角传感器伸缩长度y_n真；

(8)根据计算所得测试信号数据进行分析，确定正交方向下，不同预设摆角状态下光栅摆角传感器的静态标定公式；

(9)根据预设摆角值对步骤(8)所得静态标定公式的系数进行插值，获取插值表，并于任一时刻t，对正交方向的Z向预设摆角进行采集，以采集数据减去正交方向预摆角影响根据正交方向的Z向预设摆角于插值表中查询对应静态标定公式的系数，计算Y向真实摆角值，完成标定补偿。

2.根据权利要求1所述的一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，通过地面测试系统对待测试设备进行测试，待测试设备为光栅摆角传感器，所述地面测试系统及装机状态光栅传感器标定系统中，摆角信号综合控制柜为光栅摆角传感器供电并采集摆角信息，将所得信息以数字信号形式发送至采集/处理工控机。

3.根据权利要求1所述的一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于：

所述步骤(4)中，摆角测量铰链偏差的计算公式具体为：

式中：Δθ_z为Z向预设摆角；

x为Z向预设摆角为Δθ_z时，Y向摆角传感器上支点位移；

y₀为Y向摆角传感器零位长度；

d为发动机喷管摇摆中心O到Y向摆角传感器上支点在喷管中心线投影点O’的距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于：

所述真实摆角传感器伸缩长度y_n真的计算公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于：

所述正交方向下，不同预设摆角状态下光栅摆角传感器的静态标定公式具体为：

式中，Δθ_z为Z方向的预摆信号，y_真n为Y方向摆动引起的传感器真实伸缩长度，x为为Y方向的输入信号(input)，k_n为线性度修正系数，L_静n为静态标定零位，不同预摆信号提供的预设摆角状态下，对应的线性度修正系数与静态标定零位通过试验数据进行拟合获取。

6.根据权利要求5所述的一种基于光栅传感器的发动机摆角测量系统标定补偿方法，其特征在于：

所述Y向真实摆角值的计算方法为：