一种飞机舵面偏角测量系统的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明涉及一种飞机舵面偏角测量系统，特别是涉及使用带有现场数据总线接口的测量传感器实现飞机舵面偏角测量系统及其方法，属于工程试验与测控技术领域。
【背景技术】
[0002]飞机作为现代重要的交通运输工具，以其快捷、安全而越来越受到人们的欢迎，已经与人们的生活、工作密切相关。飞机的飞行离不开飞行控制系统，驾驶员借助飞行控制系统对飞机的水平安定面、升降舵、副翼、方向舵、扰流板、襟翼和缝翼等各舵面的控制，实现对飞机飞行姿态的控制，从而改变飞机的位置和轨迹，完成不同的飞行任务。
[0003]飞机飞行控制系统在现代飞机中起着越来越重要，特别是随着电传飞行控制技术和主动控制技术的应用，飞行控制系统已经达到了与飞机的总体、气动、结构和强度同等重要与同步设计的地步，同时，飞行控制系统的安全性和可靠性对于飞机的安全更加重要，为了保证飞行控制系统的安全性和可靠性，重要途径就是在设计的基础上，保证生产、安装的正确性和准确性，并对飞行控制系统进行全面、详细、深入的验证。上述对飞行控制系统进行安装和试验中不可缺少的关键内容就是进行飞行控制系统作动控制面偏转角度的测量。
[0004]在飞行控制系统作动控制面偏转角度的测量中，需要按照飞机所执行的任务:如起飞、巡航、着陆等，模拟驾驶员进行不同的操作，测量水平安定面、升降舵、副翼、方向舵、扰流板、襟翼和缝翼等各舵面的偏转角度。上述工作需要按照要求重复多次，传统的测量中，使用角位移传感器，配置专门的信号调理器和测试记录设备，以及针对特定的作动控制面及其安装空间，设计专门的传动连接件和传感器安装夹具，存在以下缺点:
[0005](I)使用角位移传感器，配置专门的信号调理器和测试记录设备，系统组成复杂，造成很高的成本；
[0006](2)在传感器、信号调理器和测试记录设备之间使用众多的信号传输线、电源线，使用不方便；
[0007](3)针对特定的作动控制面及其安装空间，设计专门的传动连接件和传感器安装夹具是针对特定的要求研制生产的，不具有通用性，特定的要求状态发生变化后，需要进行适应性更改，甚至是重新加工、生产；
[0008](4)对于众多不同安装和运动的作动控制面，很难设计出通用的夹具，而专用的传动连接件和安装夹具需要有相应的安装空间，使用不方便。
[0009]随着计算机技术、信息技术、测试技术和控制技术的发展，对飞行控制系统安装和试验中采用更为有效的方法和装置，以降低成本，提高安装调整和试验效率，缩短安装调整和试验周期创造了条件。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是设计一种飞机舵面偏角测量系统，使用配置有现场总线接口的智能传感器，通过运行控制单元对智能传感器的控制和测量数据的获取，实时得到飞机水平安定面、升降舵、副翼、方向舵、扰流板、襟翼和缝翼等各舵面的偏转角度。
[0011]本发明的技术方案是:一种飞机舵面偏角测量系统由运行控制单元、水平安定面偏角测量单元、升降舵偏角测量单元、副翼偏角测量单元、方向舵偏角测量单元、扰流板偏角测量单元、襟翼偏角测量单元、缝翼偏角测量单元、现场控制总线、操作应用单元、现场电源、电源线组成，在运行控制单元和各舵面偏角测量单元配置有能独立运行的控制器和现场数据总线通讯接口，运行控制单元、舵面偏角测量单元之间通过现场数据总线实现互连通讯，并通过现场数据总线进行命令信息的传输和数据信息交换，现场电源通过电源线与各舵面偏角测量单元相连，并为各舵面偏角测量单元进行供电，操作应用单元是可执行的应用软件，通过在运行控制单元上的运行，接收用户的操作输入，根据用户的操作选择或参数设置，形成控制舵面偏角测量单元的命令参数，并接收舵面偏角测量单元返回的状态信息及数据信息，并进行数据处理分析，得到飞机舵面偏角数据结果。
[0012]运行控制单元配置有能独立运行的控制器、现场数据总线通讯接口、RAM存储器、磁盘，键盘、鼠标和显示器，操作系统、应用软件，支持操作应用单元的执行，按照操作应用单元的执行要求，通过现场数据总线通讯接口向舵面偏角测量单元发送控制命令，控制其运行，或者通过现场数据总线通讯接口接收舵面偏角测量单元返回的状态信息和数据信肩、O
[0013]舵面偏角测量单元配置有能独立运行的控制器、现场数据总线通讯接口和角度检测部件，通过现场数据总线通讯接口接收运行控制单元发送的控制命令，按照控制命令的规定，以规定的采样速率、分辨率、采集方式，控制角度检测部件获取对应当前舵面偏转角度的电量信号，并进行温度补偿、线性校正等数据处理，得到当前舵面偏转角度，并通过现场数据总线通讯接口将偏转角度值数据发送给运行控制单元。
[0014]现场控制总线具有很强的抗干扰能力，进行数据信息的长线、可靠传输，实现运行控制单元与舵面偏角测量单元之间互连通讯，完成数据信息的传输。
[0015]现场电源输入常规的?220V交流市电，输出满足舵面偏角测量单元运行要求的直流电源，再通过电源线为舵面偏角测量单元进行供电。
[0016]操作应用单元提供了舵面偏角测量的各种功能，由各单元实现相应的功能，通过对人一机界面操作控制单元、数据文件操作单元、现场数据总线通讯单元、系统参数设置与配置管理单元、数据存储管理单元、舵面偏角数据查看单元、图形曲线显示与分析单元、报告生成单元等各单元的调度运行，完成舵面偏角测量。
[0017]人一机界面操作控制单元采用虚拟操作界面，提供人一机交互界面接口，接收用户的操作输入，完成参数的设置，或者是资源的配置选择，按照用户的操作输入，调度执行单元，完成相应的功能。
[0018]数据文件操作单元提供了新建、打开、关闭、保存测量数据文件的功能，以及完成舵面偏角测量后，选择系统退出等各项操作。
[0019]现场数据总线通讯单元提供了将用户的操作转换为控制舵面偏角测量单元的命令，并通过运行控制单元与舵面偏角测量单元之间的现场数据总线通讯接口，由行控制单元将命令信息发送给舵面偏角测量单元，或者是由运行控制单元接收舵面偏角测量单元返回的状态参数、数据信息等。
[0020]系统参数设置与配置管理单元，进行系统状态参数的配置，定义一个完整的舵面偏角测量工程，并将配置信息保存为工程文件，包括工程信息配置、通道配置和数据采集配置，工程信息配置用于定义舵面偏角测量工程的工程信息，包括试验名称、试验地点、时间、任务描述等；
[0021]通道配置用于定义舵面偏角测量工程中的测量单元的名称、对应的测量通道等参数，在通道配置界面，用户可以完成舵面偏角测量通道的添加、删除等操作，完成通道配置后，配置好的通道信息将保存在配置表中；
[0022]数据采集配置主要定义舵面偏角测量工程启动方式、停止方式、通讯速率和通讯模式等参数的设置以及显示方式。
[0023]数据存储管理单元按照设置及配置的系统参数，控制舵面偏角测量单元的运行，接收并存储舵面偏角数据，形成测量记录，将测量记录的形式存入测量数据库，并完成测量数据记录的查询、删除、回放导出、数据备份、数据还原和测量数据的导出，以及按照用户输入的查询条件对测量数据库中的工程信息和测量数据进行查询。
[0024]舵面偏角数据查看单元以列表的形式对舵面偏角测量数据进行显示，提供有按测量通道的排列顺序进行测量数据的显示，也可以选择一个或者多个通道进行测量数据的显示，该单元既能对当前测量数据进行实时显示，也能对历史数据进行浏览回放。
[0025]图形曲线显示与分析单元以图形曲线的形式对舵面偏角测量数据进行显示，每条曲线对应一个测量通道，显示操作中，提供有对图形曲线的各种操作功能，如图形曲线的添力口、删除功能，曲线颜色、线型选择，图形曲线的X轴和Y轴的最小值、最大值、比例刻度的调整与设置；
[0026]图形曲线显示分析单元还提供了光标控制的图形曲线分析功能，用于对图形曲线的局部细化放大、参数标注，以及添加或取消在当前图形曲线显示中的游标，通过移动游标跟踪显示图形曲线的数值，并获取测量数据的最大值、最小值、峰一峰值，以及测量数据任意两点之间的变化量、信号周期等参数；
[0027]图形曲线显示与分析中，用户可以选择一个或者多个通道进行图形曲线的显示，既能对当前测量数据进行实时显示，也能对历史数据进行浏览回放。
[0028]报告生成单元在用户对测量数据完成查看后，将查看结果信息保存为WORD格式，进行打印输出，或者在图形曲线分析完成后，将分析结果保存为WORD格式，进行打印输出生成报告。
[0029]本发明具有以下优点:
[0030]( I)采用高可靠性的配置有通讯接口的偏角测量单元，经过优化设计，结构紧凑简单、工作可靠、测试精度高，空间尺寸小、使用方便。