[发明专利]一种飞机舵机伺服系统故障检测方法

摘要

本发明属于航空飞行控制领域，涉及对飞机舵机伺服系统故障检测方法的改进。本发明检测的步骤如下：建立伺服系统的模型；将公式[1]离散化；判断伺服回路是否正常工作。本发明提出了一种由舵机伺服系统控制器检测舵机伺服系统故障的检测方法，省略了原有的故障检测模块，大大简化了硬件电路，减小了体积和重量，降低了制造和维护成本。

主权项

一种飞机舵机伺服系统故障检测方法，基于飞机的舵机伺服系统，该舵机伺服系统由第一减法器、位置调节器、第二减法器、速度调节器、第三减法器、驱动回路、电机、减速器、离合器、舵面、电流反馈传感器、速度反馈传感器和位置反馈传感器组成；第一减法器的第一输入端与舵机伺服系统控制器的位置指令信号输出端连接，第一减法器的第二输入端与安装在舵面上的位置反馈传感器的舵面位置信号输出端连接，第一减法器的输出端与位置调节器的信号输入端连接，位置调节器的信号输出端与第二减法器的第一输入端连接，向第二减法器的第一输入端输入速度指令信号，第二减法器的第二输入端与安装在电机输出端的速度反馈传感器的速度信号输出端连接，第二减法器的输出端与速度调节器的信号输入端连接，速度调节器的信号输出端与第三减法器的第一输入端连接，向第三减法器的第一输入端输入电流指令信号，第三减法器的第二输入端与安装在电机上的电流反馈传感器的电流信号输出端连接，第三减法器的输出端与驱动回路的输入端连接，驱动回路的输出端与电机的输入端连接，电机的输出轴通过减速器和离合器控制舵面偏转；其特征在于：由飞机舵机伺服系统控制器对舵机伺服系统的故障进行检测，检测的步骤如下：1.1、建立伺服系统的模型：将舵机伺服系统等效为下述数学模型： Y ( s ) 1 1 + τs X ( s ) - - - [ 1 ] 式中：Y(s)为模型计算出的位置反馈；X(s)为位置指令；τ=θ/ω,ω为电机的转速,θ为作动器活塞的最大行程；s为S域；1.2、将公式[1]离散化，得到离散化的传递函数： Y ( z ) X ( z ) = tω ( 1 - z - 1 ) θ - - - [ 2 ] 式中：Y(z)为当前拍模型计算的位置反馈;X(z)为当前拍位置指令;z为Z域；t为任务周期；1.3、判断伺服回路是否正常工作：根据下式判断伺服回路是否正常工作，Y(z)‑Y1(z)>ε………………………………………………………[3]式中：Y1(z)为当前伺服回路的实际位置反馈；ε为模型监控的阈值门限，ε的取值为0.1mm；1.3.1、若当前拍中公式[3]成立，判断为一次瞬时故障，将舵机伺服系统控制器故障计数器的值Q加“1”，若当前拍中公式[3]不成立，将舵机伺服系统控制器故障计数器的值Q减“1”；1.3.2、判断是否出现永久故障：若Q>T，则判定舵机伺服系统为永久故障，发出舵机伺服系统故障信号。