一种机上舵机性能测试装置及测试方法与流程

本发明涉及飞机测试技术领域，具体涉及一种机上舵机性能测试装置及测试方法。

背景技术：

舵机是飞机飞行控制系统的一种重要伺服机构，为舵系统的执行机构，带动舵面偏转，以实现对飞机飞行姿态的控制。舵机的性能直接影响着飞机飞行安全。舵机在飞机上的装配空间狭小，在不拆装飞机其他部件的情况下不能实现测试设备的连接，现有技术中没有飞机实际环境下舵机的性能测试装置或者测试方法。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对现有技术无法进行飞机真实环境下舵机性能测试的缺陷，提供一种机上舵机性能测试装置及测试方法。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种机上舵机性能测试装置，所述的机上舵机性能测试装置包括第一液压源1、第二液压源2、空调车3、地面电源4、断线箱5、舵机控制器6，

第一液压源1、第二液压源2与飞机液压回路相连接，为舵机的运动提供液压；

空调车3与飞机环控系统相连接，为飞控计算机72正常运转提供风冷；

270v地面电源4与飞机的供电接口相连，为飞控计算机72的运转提供电源；

舵机的响应信号输出端口与断线箱5连接，飞控计算机72与断线箱5连接，接收断线箱5传递过来的舵机响应信号；

舵机控制器6的舵机控制信号与飞控计算机72相应的输入端口连接，飞控计算机72的控制信号输出端口与断线箱5连接，舵机的信号接收端口与断线箱5连接，接收飞控计算机72发来的控制信号。

舵机控制器6包含测控计算机61、信号发生器62、动态信号分析仪63、万用表64。测控计算机61、信号发生器62、动态信号分析仪63分别直接与飞控计算机72连接，测控计算机61向飞控计算机72发送指令信号，并接收记录经飞控计算机72解析后传送回来的舵机状态信息；信号发生器、动态信号分析仪向飞控计算机72直接发送指令信号和频率信号，动态信号分析仪63采集经飞控计算机72解析后传送回来的舵机响应信号，进行时域、频域分析；万用表64连接断线箱，测试舵机响应信号交流电压值。

所述舵机的响应信号输出端口、所述飞控计算机72、所述舵机的信号接收端口与所述断线箱5均通过电缆连接。

所述地面电源4电压为270v，地面电源4的电压与飞机的供电接口电压一致。

一种机上舵机性能测试方法利用上述的机上舵机性能测试装置，所述的性能测试包括：精度试验、阶越试验、频率响应试验、故障注入试验。

精度试验的具体步骤为：通过舵机控制器6发送舵机控制信号给飞控计算机72，飞控计算机72经过解析发送指令给舵机运动，舵机运动到位，利用万用表64在断线箱5上测试舵机响应信号交流电压值，测控计算机61读取舵机状态信号值判断舵机运动是否到位。

阶越试验的具体步骤为：通过信号发生器62向飞控计算机72发送阶越指令信号，经过飞控计算机72解析向舵机发送控制信号，舵机依指令进行运动，测控计算机61监测舵机状态信号，查看舵机运动实际情况是否与指令要求一致。

频率响应试验的具体步骤为：通过动态信号分析仪63向飞控计算机72发送频率信号，飞控计算机72解析后向舵机发出运动指令，动态信号分析仪63监测舵机的幅频特性和相频特性。

故障注入试验的具体步骤为：通过测控计算机61发出控制指令经飞控计算机72解析后，控制舵机运动，通过断开断线箱5相应控制信号的断线器、关断液压源的压力，逐一关断第一液压源1、第二液压源2，将第一液压源1、第二液压源2分别置于关/开、开/关、关/关状态，改变舵机的工作环境条件，查看舵机的故障状态响应是否符合设计要求。

本发明的有益效果是：本发明提出的机上舵机性能测试装置与测试方法，通过将第一液压源、第二液压源、空调车、地面电源、断线箱、舵机控制器进行组合，与飞机供电系统、环控系统、飞控计算机、舵机进行直连，可直接将控制指令、频率信号传递给飞控计算机并采集舵机响应信号，在不影响飞机实际产品、不影响舵机装配的情况下，改变舵机工作环境，完成故障注入，在飞机实际环境下完成舵机性能测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的机上舵机性能测试装置结构示意图；

其中，1-第一液压源、2-第二液压源、3-空调车、4-地面电源、5-断线箱、6-舵机控制器、61-测控计算机、62-信号发生器、63-动态信号分析仪、64-万用表、7-飞机、71-舵机、72-飞控计算机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。

在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

本发明的机上舵机性能测试装置结构示意图如图1所示，包括：第一液压源1、第二液压源2、空调车3、270v地面电源4、断线箱5、舵机控制器6，舵机控制器6结构包含测控计算机61、信号发生器62、动态信号分析仪63、万用表64。

第一液压源1、第二液压源2与飞机7的液压回路相连接，为舵机的运动提供液压，空调车3与飞机7环控系统相连接，为飞控计算机72正常运转提供风冷，270v地面电源4与飞机7的供电借口相连，为飞控计算机72的运转提供电源，舵机的响应信号输出端口通过电缆与断线箱5连接，飞控计算机72通过电缆与断线箱5连接，接收断线箱5传递过来的舵机响应信号，舵机控制器6的舵机控制信号通过电缆与飞控计算机72相应的输入端口连接，飞控计算机72的控制信号输出端口通过电缆与断线箱5连接，舵机71的信号接收端口通过电缆与断线箱5连接，接收飞控计算机72发来的控制信号。

利用本发明的机上舵机性能测试装置进行机上舵机性能测试的具体过程如下：

1、精度试验

测控计算机61发出舵机动作信号，给出舵机伸出／收缩量值，经过飞控计算机72解析，转换成控制信号经过断线箱5，传递给舵机71执行，舵机71收到指令后进行运动，同时给出状态反馈信号，通过断线箱5传递到飞控计算机72，飞控计算机72对反馈信号进行解析后，将舵机71的状态信息传递给测控计算机61，测控计算机61对舵机整个运行过程的状态信号进行监控显示，并绘制舵机71各个通道的电信号曲线图，舵机71的运行过程要与曲线图的趋势相一致。在舵机71运动到位后，用万用表64在断线箱5相应断线器处测量舵机71位置信号交流电压值，测量值应在合舵机71的位置电压要求范围内。

2、阶越试验

测控计算机61发出舵机写零指令，经飞控计算机72解析后，发出控制信号经断线箱5传递给舵机，待舵机71运行到零位后，通过信号发生器62向飞控计算机72发出电压信号，对电压信号的电压值进行调节，形成阶越信号，飞控计算机72对接收到的信号进行解析，然后发出控制指令经断线箱5传递给舵机71，舵机71接收到指令后进行运动，同时给出状态反馈信号，通过断线箱5传递给飞控计算机72，飞控计算机72对反馈信号进行解析后，将舵机71的状态信息传递给测控计算机61，测控计算机61对舵机整个运行过程的状态信号进行监控显示，并绘制舵机71各个通道的电信号曲线图，舵机71的运行过程要与曲线图的趋势相一致。

3、频率响应试验

测控计算机61发出舵机写零指令，经飞控计算机72解析后，发出控制信号经断线箱5传递给舵机，待舵机71运行到零位后，用动态信号分析仪63给飞控计算机72输入频率信号，飞控计算机72对信号进行解析，发出控制信号，经断线箱5传递给舵机，舵机71接收到后进行运动，同时给出状态反馈信号，通过断线箱5传递给飞控计算机72，飞控计算机72对反馈信号进行解析后，将舵机71的状态信息传递给测控计算机61和动态信号分析仪63，测控计算机61对舵机整个运行过程的状态信号进行监控显示，并绘制舵机71各个通道的电信号曲线图，舵机71的运行过程要与曲线图的趋势相一致。动态信号分析仪63对状态信息进行分析，得到舵机71的幅频特性和相频特性，舵机71的幅频特性和相频特性应符合要求。

4、故障注入试验

测控计算机61发出舵机到极限位置指令，经飞控计算机72解析后，发出控制信号经断线箱5传递给舵机，待舵机71运行到极限位置后，在断线箱5依次断开舵机71三个通道对应的断线器，待三个断线器断开后，舵机71自动回到零位并保持，测控计算机61记录飞控计算机72解析的舵机71各个通道的电信号曲线图，曲线图应与实际情况相一致。

信号发生器62向飞控计算机72发送三角波，经飞控计算机72解析后，经断线箱5传递，向舵机71发出控制指令，使舵机71在正负极限位置间运动，切断第一液压源1，舵机71应继续运动，待正负极限运动一个周期后，恢复第一液压源1，切断第二液压源2，舵机71应继续运动。测控计算机61记录飞控计算机72解析的舵机71运动状态信息，并绘制曲线图，舵机71实际运动轨迹应与曲线图相一致，液压通道信息也应于实际供压情况相一致。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。