LabWindows/CVI的舵機負載模擬系統(tǒng)設計解析

　基于LabWindows／CVI的舵機負載模擬系統(tǒng)設計
　　2015-03-10 08:29:49 來源：互聯(lián)網
　　分享到：標簽：模擬系統(tǒng) CMAC PID 舵機 電液負載模擬器
　　地面半物理仿真試驗是飛機設計與研制過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，用于在地面環(huán)境對飛機的工作狀態(tài)進行模擬，以驗證飛機的各項性能是否滿足設計需要，該環(huán)節(jié)對保障飛機的安全性與可靠性具有重要意義。
　　舵機是飛機自動駕駛儀或飛機增穩(wěn)系統(tǒng)中的執(zhí)行機構，屬于飛機的關鍵部件。在飛機地面半物理仿真試驗中，需要在地面環(huán)境中模擬舵機在全飛行剖面中所受到的氣動載荷，進而為整機提供與實際飛行相近似的工作狀態(tài)，以檢驗舵機及其他部、組件的性能，并為全機研制、改進與改型提供重要參考依據。
　　因此，舵機負載模擬是地面半實物仿真試驗中不可缺少的重要技術環(huán)節(jié)。在試驗過程中，舵機負載模擬系統(tǒng)需要對負載模擬器進行控制，根據給定的載荷譜為舵機施加相應的載荷。由于在飛機飛行過程中，各個環(huán)境參數不斷變化，所以舵機負載模擬系統(tǒng)具有載荷類型復雜且變化快等特點，控制難度較大。文中采用上、下位機的分布式結構方案，基于LabWindow/CVI開發(fā)環(huán)境設計了負載模擬系統(tǒng)控制軟件，對多個通道的舵機載荷進行實時模擬，保證了地面模擬試驗的真實性與準確性。
　　1系統(tǒng)硬件設計
　　1.1系統(tǒng)結構原理
　　負載模擬系統(tǒng)由加載作動筒、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筒為舵機作動器施加額定負載；拉壓力傳感器為負載模擬系統(tǒng)提供反饋信號，完成閉環(huán)控制；位移傳感器用于超差檢測和故障判斷并為系統(tǒng)提供補償。單通道負載模擬系統(tǒng)結構如圖1所示。
　　
　　圖1 單通道負載模擬系統(tǒng)結構圖
　　整個試驗平臺中共有5個舵機，所以系統(tǒng)共需要五個負載模擬通道。為了達到最佳控制效果，系統(tǒng)采用上、下位機的分布式控制系統(tǒng)結構。其中上位機用于完成人機接口和協(xié)調管理等功能。由于系統(tǒng)中有四個負載模擬通道間存在一定耦合，故采用1#下位機對這四個通道進行協(xié)調控制；另一個負載模擬通道的負載頻率較高，為保證控制精度，采用2#下位機單獨進行控制。整個舵機負載模擬系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結構框圖如圖2所示。