LabWindows/CVI的舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)解析

　基于LabWindows／CVI的舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　2015-03-10 08:29:49 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
　　分享到：標(biāo)簽：模擬系統(tǒng) CMAC PID 舵機(jī) 電液負(fù)載模擬器
　　地面半物理仿真試驗(yàn)是飛機(jī)設(shè)計(jì)與研制過(guò)程中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，用于在地面環(huán)境對(duì)飛機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證飛機(jī)的各項(xiàng)性能是否滿足設(shè)計(jì)需要，該環(huán)節(jié)對(duì)保障飛機(jī)的安全性與可靠性具有重要意義。
　　舵機(jī)是飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀或飛機(jī)增穩(wěn)系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，屬于飛機(jī)的關(guān)鍵部件。在飛機(jī)地面半物理仿真試驗(yàn)中，需要在地面環(huán)境中模擬舵機(jī)在全飛行剖面中所受到的氣動(dòng)載荷，進(jìn)而為整機(jī)提供與實(shí)際飛行相近似的工作狀態(tài)，以檢驗(yàn)舵機(jī)及其他部、組件的性能，并為全機(jī)研制、改進(jìn)與改型提供重要參考依據(jù)。
　　因此，舵機(jī)負(fù)載模擬是地面半實(shí)物仿真試驗(yàn)中不可缺少的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。在試驗(yàn)過(guò)程中，舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)需要對(duì)負(fù)載模擬器進(jìn)行控制，根據(jù)給定的載荷譜為舵機(jī)施加相應(yīng)的載荷。由于在飛機(jī)飛行過(guò)程中，各個(gè)環(huán)境參數(shù)不斷變化，所以舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)具有載荷類型復(fù)雜且變化快等特點(diǎn)，控制難度較大。文中采用上、下位機(jī)的分布式結(jié)構(gòu)方案，基于LabWindow/CVI開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)了負(fù)載模擬系統(tǒng)控制軟件，對(duì)多個(gè)通道的舵機(jī)載荷進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，保證了地面模擬試驗(yàn)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。
　　1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
　　負(fù)載模擬系統(tǒng)由加載作動(dòng)筒、電液伺服閥、控制器與傳感器等組成。其中伺服閥與加載作動(dòng)筒為舵機(jī)作動(dòng)器施加額定負(fù)載；拉壓力傳感器為負(fù)載模擬系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，完成閉環(huán)控制；位移傳感器用于超差檢測(cè)和故障判斷并為系統(tǒng)提供補(bǔ)償。單通道負(fù)載模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　圖1 單通道負(fù)載模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
　　整個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)中共有5個(gè)舵機(jī)，所以系統(tǒng)共需要五個(gè)負(fù)載模擬通道。為了達(dá)到最佳控制效果，系統(tǒng)采用上、下位機(jī)的分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中上位機(jī)用于完成人機(jī)接口和協(xié)調(diào)管理等功能。由于系統(tǒng)中有四個(gè)負(fù)載模擬通道間存在一定耦合，故采用1#下位機(jī)對(duì)這四個(gè)通道進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；另一個(gè)負(fù)載模擬通道的負(fù)載頻率較高，為保證控制精度，采用2#下位機(jī)單獨(dú)進(jìn)行控制。整個(gè)舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。