[发明专利]一种直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统及其标定方法

说明书

本发明公开了一种直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统及其标定方法，自动标定系统包括角度传感器、滑环、光电码盘、多组作动筒位移传感器、数据采集系统和主控计算机；试验桨叶模型设置在旋翼试验模型支撑机构上，角度传感器设置在试验桨叶模型根部上表面，角度传感器线缆与滑环连接，旋翼旋转及操纵控制系统分别与旋翼试验模型支撑机构、旋翼操纵作动筒及主控计算机连接，作动筒位移传感器与旋翼操纵作动筒连接，数据采集系统分别与滑环、光电码盘、作动筒位移传感器及主控计算机连接。本发明实现了直升机旋翼操纵矩阵自动标定，提高直升机试验的控制精准度，提高试验效率；具有增强直升机旋翼试验能力，提升系统自动化水平等优点。

技术领域

本发明涉及航空气动力风洞试验技术领域，尤其涉及一种直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统及其标定方法。

背景技术

在直升机旋翼风洞试验技术领域，采用全周期变距操纵方式控制桨叶的桨距角周期性变化。直升机全周期变距操纵方式中，操纵矩阵的标定常规采用手动现场标定，进而获得旋翼操纵作动筒、桨叶方位角及对应的操纵角三者之间的关系。常规手动现场标定方式的缺点在于：自动化水平低，测量误差大，效率低下，操作繁杂，标定效果不佳。

发明内容

基于以上不足之处，本发明的目的是提供一种直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统及其标定方法，能够实现旋翼风洞试验操纵矩阵的自动标定，用以解决常规手动现场标定方式的缺点。

本发明所采用的技术方案如下：一种直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统，包括角度传感器、滑环、光电码盘、多组作动筒位移传感器、数据采集系统和主控计算机，试验桨叶模型固定在旋翼试验模型支撑机构上，天平安装在试验桨叶模型内部，用于采集作用在试验模型上的空气载荷，所述的角度传感器安装在试验桨叶模型的桨叶根部上表面，用于测量试验桨叶模型的桨距角，角度传感器的线缆与滑环电信号连接，滑环安装在旋翼试验模型支撑机构的旋转轴上，主控计算机分别与旋翼旋转及操纵控制系统、旋翼试验模型支撑机构、旋翼操纵作动筒电信号连接，每个旋翼操纵作动筒上都安装有作动筒位移传感器，数据采集系统分别与滑环、光电码盘、作动筒位移传感器、主控计算机电信号连接；所述的光电码盘包括旋转圆盘和光电传感器，所述的旋转圆盘的内圈上有一个内圈孔，用于光电传感器产生0°方位角的角度传感器的角度触发采集信号，所述的旋转圆盘的外圈等间距分布有64个外圈孔，用于光电传感器产生角度传感器的采集64个方位角的触发采集信号，所述的旋转圆盘安装在试验桨叶模型上并与其同步旋转，由光电传感器发出的采集触发信号传输至数据采集系统；当试验桨叶模型旋转稳定后，数据采集系统通过角度传感器采集试验桨叶模型的桨距角数据，并在试验桨叶模型旋转一周过程中采集64个方位角对应的角度传感器数据，根据多组作动筒位移值参数，旋翼旋转及操纵控制系统依次将作动筒位移运行到相应位置，重复采集所有作动筒位移值参数下的角度传感器数据，主控计算机通过多组作动筒位移值、方位角及与方位角对应的试验桨叶模型桨距角解算得到直升机旋翼操纵矩阵。

进一步的，所述的角度传感器采集的试验桨叶模型桨距角范围为-30°～+30°，角度传感器输出给信号输入模块的模拟信号为0-10V直流电压信号。

本发明提供一种如上所述的直升机旋翼操纵矩阵自动标定系统得出的一种标定方法，如下：在主控计算机内分别设置桨叶模型转速、多组作动筒位移值、角度传感器的K/B系数，主控计算机将上述参数信息分别传递给旋翼旋转及操纵控制系统、数据采集系统，主控计算机将旋翼旋转启动指令发送至旋翼旋转及操纵控制系统，从而驱动旋翼试验模型支撑机构带动试验桨叶模型转动，同时依据作动筒位移值参数将作动筒运行至目标位置；

当试验桨叶模型旋转稳定后，启动数据采集系统进行试验桨叶模型桨距角测量，当试验桨叶模型旋转过程中经过0°方位角时，触发所述的旋转圆盘中内圈孔对应的光电传感器产生0°方位角开始采集触发信号，此触发信号输入到数据采集系统信号输入模块对应的0°方位角，数据采集系统开始采集角度传感器模拟电压信号；