一种大型运输机作动系统仿真模型的制作方法

本发明涉及飞行控制系统，特别是一种大型运输机作动系统仿真模型。

技术背景

大型运输机由于安全性要求高，在飞机设计时，充分运用了舵面冗余、液压系统冗余、电源系统冗余、系统构架冗余等多余度设计理念，因此大型运输机飞行控制系统的组成和交联关系更加复杂。经过统计，组成大型飞机飞行控制系统的lru数量是歼击类飞机的10倍以上，这使得大型运输机飞行控制系统的试验验证规模、难度、工作量剧增。

大型运输机飞行控制系统共包含302项电子、电气机载设备，按设备功能可划分为座舱操纵系统、计算机控制系统、作动系统、传感器反馈系统及综合显示系统。大型运输机飞行控制系统采用的电传飞行控制系统，是以飞机为控制对象的全权限反馈控制。作动系统是构成飞行控制系统传动功能的重要执行部件，是飞行控制系统中最复杂、对飞行安全影响最大、成本最高的关键子系统。在飞行控制系统集成测试中，缺装真实作动系统会造成飞行控制系统缺少运动闭环反馈信号，出现飞行控制系统“有指令，无运动”的现象，导致飞行控制系统集成测试无法进行。但大型运输机飞行控制系统集成测试将所有真实机载设备完整的选取为被测对象无疑是不现实的，且作动系统拆卸换装难度较大，存在很大的漏油及污染风险。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提供了一种大型运输机作动系统仿真模型在没有真实作动系统情况下完成飞行控制系统的集成测试。

一种大型运输机作动系统仿真模型，包括伺服阀模型、作动筒模型、舵面位置传感器仿真模型。飞行控制系统计算机核心部件输出伺服阀运动控制电流给伺服阀模型，伺服阀模型接收飞行控制系统计算机核心部件输出的伺服阀运动控制电流，通过负载转换为伺服阀运动控制电压；伺服阀模型根据伺服阀运动控制电压计算伺服阀的运动位移并以lvdt位置传感器信号的形式输出至作动筒模型，同时伺服阀模型将形成的伺服阀运动位移以lvdt位置传感器信号的形式实时反馈给飞行控制系统计算机核心部件，形成第一级闭环反馈控制；作动筒模型接收伺服阀运动位移lvdt位置传感器信号，结合液压能源的流量增益计算出作动筒运动位移伸出/缩回速度，作动筒模型对作动筒运动位移伸出/缩回速度进行积分运算形成作动筒运动位移并以lvdt位置传感器信号的形式输出至舵面位置传感器模型；同时作动筒模型将作动筒运动位移以lvdt位置传感器信号的形式实时反馈至飞行控制系统计算机核心部件，形成第二级闭环反馈控制，舵面位置传感器模型接收作动筒运动位移lvdt位置传感器信号，结合作动器的结构刚度、舵面转轴上的系统刚度计算舵面运动位移。舵面位置传感器仿真模型将舵面运动角度以rvdt位置传感器信号的形式实时反馈给飞行控制系统计算机核心部件，形成第三级反馈控制；伺服阀模型、作动筒模型、舵面位置传感器仿真模型通过伺服阀运动位移lvdt位置传感器信号、作动筒运动位移lvdt位置传感器信号和舵面运动角度rvdt位置传感器信号实现了作动系统中伺服阀、作动筒、舵面运动过程的仿真模拟。

本技术的有益效果为在飞行控制系统集成测试中，缺装真实作动系统会造成飞行控制系统缺少运动闭环反馈，出现飞行控制系统“有指令，无运动”的现象，导致飞行控制系统集成测试无法进行。大型运输机作动系统仿真模型仿真模拟伺服阀、作动筒和舵面的运动位移信号，并实时反馈至飞行控制系统计算机核心部件，实现了作动系统中伺服阀、作动筒、舵面运动过程的仿真模拟，满足了飞行控制系统闭环运动伺服反馈的需求，解决了飞行控制系统集成测试缺装真实作动系统会导致的“有指令，无运动”的难题。

附图说明

图1作动系统仿真模型框图

具体实施方式

一种大型运输机作动系统仿真模型，包括伺服阀模型、作动筒模型、舵面位置传感器仿真模型。飞行控制系统计算机核心部件输出伺服阀运动控制电流给伺服阀模型，伺服阀模型接收飞行控制系统计算机核心部件输出的伺服阀运动控制电流，通过负载转换为伺服阀运动控制电压；伺服阀模型根据伺服阀运动控制电压计算伺服阀的运动位移并以lvdt位置传感器信号的形式输出至作动筒模型，同时伺服阀模型将形成的伺服阀运动位移以lvdt位置传感器信号的形式实时反馈给飞行控制系统计算机核心部件，形成第一级闭环反馈控制；作动筒模型接收伺服阀运动位移lvdt位置传感器信号，结合液压能源的流量增益计算出作动筒运动位移伸出/缩回速度，作动筒模型对作动筒运动位移伸出/缩回速度进行积分运算形成作动筒运动位移并以lvdt位置传感器信号的形式输出至舵面位置传感器模型；同时作动筒模型将作动筒运动位移以lvdt位置传感器信号的形式实时反馈至飞行控制系统计算机核心部件，形成第二级闭环反馈控制，舵面位置传感器模型接收作动筒运动位移lvdt位置传感器信号，结合作动器的结构刚度、舵面转轴上的系统刚度计算舵面运动位移。舵面位置传感器仿真模型将舵面运动角度以rvdt位置传感器信号的形式实时反馈给飞行控制系统计算机核心部件，形成第三级反馈控制；伺服阀模型、作动筒模型、舵面位置传感器仿真模型通过伺服阀运动位移lvdt位置传感器信号、作动筒运动位移lvdt位置传感器信号和舵面运动角度rvdt位置传感器信号实现了作动系统中伺服阀、作动筒、舵面运动过程的仿真模拟。

大型运输机作动系统仿真模型通过应用实践，在国内首次实现了大型运输机作动系统的实时仿真，达到不依靠真实作动系统完成大型运输机飞行控制系统集成测试的目的，同时该仿真模型有一定通用性，对于其它机型飞行控制系统集成测试设计具有可借鉴性。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种大型运输机作动系统仿真模型，包括伺服阀模型、作动筒模型、舵面位置传感器仿真模型，飞控系统计算机核心部件输出作动系统运动控制指令，作动系统实时仿真模型根据运动控制指令，仿真模拟集成控制阀运动过程参数、作动筒运动过程参数及舵面运动过程参数，并形成反馈信号至飞控系统计算机核心部件，从而达到飞行控制系统闭环伺服控制的目的。

技术研发人员：李蔚;张磊磊;韩冰;沈鹏辉;宇峰
受保护的技术使用者：西安飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：2019.04.03
技术公布日：2019.07.02