專利名稱：一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置及其仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器及其仿真方法，特別是涉及由計(jì)算機(jī)控制的接口模板實(shí)現(xiàn)伺服作動(dòng)系統(tǒng)接口信號(hào)及功能仿真，屬于工程仿真技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行控制系統(tǒng)在現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中越來(lái)越重要，隨著電傳飛行控制技術(shù)和主動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，飛行控制系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了與飛機(jī)的總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度同等重要和同步設(shè)計(jì)的地步，同時(shí)，飛行控制系統(tǒng)的安全性和可靠性對(duì)于飛機(jī)的安全更加重要，為了保證飛行控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，重要途徑就是在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開(kāi)展地面仿真試驗(yàn)，在地面仿真試驗(yàn)中如何對(duì)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行全面、詳細(xì)的驗(yàn)證成為飛行控制系統(tǒng)地面試驗(yàn)面臨的難題。傳統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)中，需要研制專門(mén)用于試驗(yàn)的環(huán)境支持設(shè)施，盡量能模擬飛行控制系統(tǒng)在飛機(jī)上工作時(shí)所需的環(huán)境條件如設(shè)計(jì)專門(mén)的試驗(yàn)臺(tái)架用于支撐和安裝伺服作動(dòng)系統(tǒng)等各組成部件，并為各組成部件的工作提供必要的液壓能源和電源，配置必要的控制和測(cè)試設(shè)備。飛行控制系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)中，大部分驗(yàn)證項(xiàng)目與伺服作動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)，并在試驗(yàn)驗(yàn)證中使用裝機(jī)的伺服作動(dòng)系統(tǒng)，存在以下缺點(diǎn)(I)裝機(jī)的伺服作動(dòng)系統(tǒng)是在飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，才能生產(chǎn)提供，不能滿足設(shè)計(jì)研發(fā)階段試驗(yàn)、或者是初制樣件階段試驗(yàn)的需要；(2)裝機(jī)的伺服作動(dòng)系統(tǒng)是對(duì)專門(mén)的飛行控制系統(tǒng)研制生產(chǎn)的，不具有通用性，在飛行控制系統(tǒng)其它部件狀態(tài)發(fā)生變化后，需要進(jìn)行適配性更改，甚至是重新加工、生產(chǎn)；(3)裝機(jī)的伺服作動(dòng)系統(tǒng)成本高、周期長(zhǎng)；(4)裝機(jī)的伺服作動(dòng)系統(tǒng)依靠人工操作完成，驗(yàn)證測(cè)試過(guò)程效率低下，周期長(zhǎng)。目前，在飛機(jī)的設(shè)計(jì)研制中，大量地采用數(shù)字仿真技術(shù)，數(shù)字仿真已被證明是開(kāi)發(fā)飛機(jī)行之有效的方法，其提供了更快、更高效地開(kāi)發(fā)研制飛機(jī)的方式。為了保證飛機(jī)研制的周期，加快飛行控制系統(tǒng)試驗(yàn)進(jìn)度，有必要在飛行控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中更多地采用數(shù)字仿真技術(shù)；另一方面，飛行控制系統(tǒng)驗(yàn)證項(xiàng)目多，而且大量試驗(yàn)需要在初期設(shè)計(jì)階段完成，這樣就需要一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，滿足邊設(shè)計(jì)邊試驗(yàn)的工作流程，以便到地面試驗(yàn)階段使飛行控制系統(tǒng)達(dá)到更高成熟度。為盡量早點(diǎn)開(kāi)展試驗(yàn)，這也要求使用數(shù)字仿真技術(shù)為核心的數(shù)字化試驗(yàn)技術(shù)逐步取代依賴于大量實(shí)物試驗(yàn)技術(shù)，縮短飛機(jī)研制周期，加快研制進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置及其仿真方法，通過(guò)由計(jì)算機(jī)控制的接口模板實(shí)現(xiàn)伺服作動(dòng)系統(tǒng)接口信號(hào)仿真及功能仿真。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置包括信號(hào)定義操作單元、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置信號(hào)仿真單元[7]、系統(tǒng)控制總線[9]和接口適配器[10]；信號(hào)定義操作單元[I]、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置·信號(hào)仿真單元[7]之間通過(guò)系統(tǒng)控制總線[9]進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換；模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]和舵面位置信號(hào)仿真單元[7]通過(guò)通過(guò)信號(hào)傳輸總線[11]和接口適配器[10]相連，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，接口適配器[10]還與飛行控制系統(tǒng)之間互聯(lián)。進(jìn)一步地，上述一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置還包括故障設(shè)置控制單元[8]，故障設(shè)置控制單元[8]通過(guò)信號(hào)傳輸總線[11]分別和作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]和舵面位置信號(hào)仿真單元[7]、接口適配器[10]相連。進(jìn)一步地，故障設(shè)置控制單元[8]和信號(hào)定義操作單元[I]、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置信號(hào)仿真單元[7]通過(guò)系統(tǒng)控制總線[9]進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換。一種使用伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置進(jìn)行仿真，包括以下步驟步驟I :系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始，按照試驗(yàn)需要完成的任務(wù)，確定伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器的初始狀態(tài)；步驟2 :讀取邏輯通道定義；步驟3 :按照相關(guān)輸入定義選擇輸入信號(hào)的類型；步驟4 :判斷信號(hào)類型；信號(hào)分別有模擬輸入、RVDT輸入、單步輸入、列表輸入、函數(shù)輸入、離散輸入；步驟5 :讀取輸入信號(hào)數(shù)值；步驟6 :讀取通道轉(zhuǎn)換系數(shù)和通道轉(zhuǎn)換偏移參數(shù)；步驟7 :進(jìn)行通道參數(shù)的轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道的參數(shù)；步驟8 :寫(xiě)對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道，控制儀器通道的輸出；步驟9 :讀取故障設(shè)置狀態(tài)；步驟10 :按照故障模式進(jìn)行分類控制；故障模式分別有接通模式、開(kāi)路模式、短路地模式、短路電源模式步驟11 :驅(qū)動(dòng)控制輸出線路；步驟12 :判斷是否進(jìn)行下一個(gè)通道或者是下一個(gè)循環(huán)的操作，如果繼續(xù)運(yùn)行，則執(zhí)行步驟1，否則結(jié)束仿真運(yùn)行。在伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真中，執(zhí)行信號(hào)定義操作單元對(duì)需要仿真的物理對(duì)象信號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)并將其定義為邏輯通道，對(duì)輸出仿真信號(hào)轉(zhuǎn)換中的轉(zhuǎn)換系數(shù)和偏移參數(shù)進(jìn)行定義，以及選擇波形信號(hào)或者是離散數(shù)據(jù)作為仿真控制信號(hào)；執(zhí)行參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元讀取邏輯通道的定義，根據(jù)當(dāng)前邏輯通道定義及其對(duì)應(yīng)的相關(guān)輸入的定義選擇輸入信號(hào)，將所選擇的輸入信號(hào)作為對(duì)邏輯通道的控制輸A ；按照選擇的輸入信號(hào)類型，信號(hào)類型分別有模擬輸入、RVDT輸入、單步輸入、列表輸入、函數(shù)輸入和離散輸入，得到輸入信號(hào)的數(shù)值，再根據(jù)當(dāng)前邏輯通道轉(zhuǎn)換系數(shù)和偏移參數(shù)，將對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成對(duì)信號(hào)仿真單元中當(dāng)前邏輯通道的控制參數(shù)，寫(xiě)參數(shù)到對(duì)應(yīng)當(dāng)前邏輯通道的儀器通道；讀取故障設(shè)置的狀態(tài)，按照對(duì)當(dāng)前邏輯通道故障狀態(tài)(接通、開(kāi)路、短路地和短路電源)的設(shè)置，控制輸出線路，完成故障狀態(tài)的設(shè)置；繼續(xù)下一個(gè)邏輯通道或者是下一個(gè)循環(huán)的仿真控制，直到運(yùn)行結(jié)束。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I) 一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器及其仿真方法，模擬了機(jī)載的飛行控制系統(tǒng)操作控制中信號(hào)或信息流的產(chǎn)生傳輸和運(yùn)行過(guò)程，使用方便，功能完整。(2)結(jié)構(gòu)合理緊湊、工作可靠、采用高可靠性的接口模板，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，能適應(yīng)在嚴(yán)酷電磁與機(jī)械環(huán)境使用。(3)良好可擴(kuò)展性、可剪裁性和可復(fù)用性，各仿真單元采用組件模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要選配組件模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的積木化組合。(4)由于實(shí)現(xiàn)了通用化設(shè)計(jì)，在功能上相當(dāng)于原有多個(gè)專用設(shè)備的功能，大大降低了設(shè)備成本。(5)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，大大提高了試驗(yàn)測(cè)試效率，縮短了試驗(yàn)周期，大大減少了費(fèi)用。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器一個(gè)實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)定義操作界面示意圖；圖4為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作界面示意圖；圖5為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置，如圖I所示，包括信號(hào)定義操作單元I、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2、模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7、系統(tǒng)控制總線9和接口適配器10 ；信號(hào)定義操作單元I、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2、模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7之間通過(guò)系統(tǒng)控制總線9進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換；模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6和舵面位置信號(hào)仿真單元7通過(guò)通過(guò)信號(hào)傳輸總線11和接口適配器10相連，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，接口適配器10還與飛行控制系統(tǒng)(FCS)之間互聯(lián)。為了更好的實(shí)施本發(fā)明，上述一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置還包括故障設(shè)置控制單元8，故障設(shè)置控制單元8通過(guò)信號(hào)傳輸總線11分別和信號(hào)仿真單元5、6、7、接口適配器10相連。
為了更好的實(shí)施本發(fā)明，上述故障設(shè)置控制單元8和信號(hào)定義操作單元I、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2、模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7通過(guò)系統(tǒng)控制總線9進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換。所述信號(hào)定義操作單元I、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元采用虛擬操作界面，通過(guò)運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)信號(hào)輸入單元3、4、各個(gè)信號(hào)仿真單元5 7和故障設(shè)置控制單元8通過(guò)由計(jì)算機(jī)控制的接口模板實(shí)現(xiàn)，信號(hào)定義操作單元I、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2接收用戶的操作輸入，根據(jù)用戶的操作選擇或參數(shù)設(shè)置，或者從信號(hào)輸入單元3、4采集數(shù)據(jù)，形成控制信號(hào)仿真單元的命令及參數(shù)，并發(fā)送給接口模板，以及按照運(yùn)行控制模式對(duì)故障設(shè)置控制單元8進(jìn)行的設(shè)置，控制接口模板輸出飛行控制系統(tǒng)所需的接口信號(hào)。信號(hào)定義操作單元I采用虛擬操作界面，提供了對(duì)需要仿真的物理對(duì)象信號(hào)的定義，對(duì)物理對(duì)象信號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)將其定義為邏輯通道，與此同時(shí)，將邏輯通道與信號(hào)仿真單元I所使用的接口模板及其仿真激勵(lì)通道進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)；信號(hào)定義操作單元I提供了對(duì)輸出仿真信號(hào)轉(zhuǎn)換中的參數(shù)定義功能，在信號(hào)仿真中，對(duì)來(lái)自于模擬量信號(hào)輸入單元3或者是RVDT信號(hào)輸入單元4的信號(hào)，參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2按照對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換系數(shù)和偏移的定義，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后形成對(duì)信號(hào)仿真單元5 7控制的參數(shù)；所述控制作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7的參數(shù)是來(lái)自于模擬量信號(hào)輸入單元3或者是RVDT信號(hào)輸入單元4的參數(shù)，也可以是用戶定義的波形信號(hào)，還可以是用戶定義的離散數(shù)據(jù)或者是用戶設(shè)置的參數(shù)。對(duì)于輸出的仿真信號(hào)，信號(hào)定義操作單元I還提供了對(duì)輸出仿真信號(hào)的波形定義功能，或者是選擇仿真信號(hào)是一系列離散的數(shù)據(jù)，在波形定義中，包含有波形選擇、波形周期、波形幅值等參數(shù)的設(shè)置功能，對(duì)用離散數(shù)據(jù)作為仿真信號(hào)時(shí)，包含有數(shù)據(jù)更新率等參數(shù)設(shè)置功能。所述設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2采用虛擬操作界面，控制模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7、故障設(shè)置控制單元8的運(yùn)行，按照信號(hào)定義操作單元I對(duì)輯通道與信號(hào)仿真單元5 7所使用的接口模板及其仿真激勵(lì)通道對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)輸出的仿真信號(hào)進(jìn)行控制；設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2提供有相關(guān)輸入信號(hào)源的選擇功能，以便選擇模擬量信號(hào)輸入單元3或者是RVDT信號(hào)輸入單元4的信號(hào)作為對(duì)信號(hào)仿真單元5 7控制的參數(shù)，也可以選擇任意一種波形信號(hào)或者是一系列離散的數(shù)據(jù)作為對(duì)信號(hào)仿真單元控制的參數(shù)，還可以是用戶設(shè)置的參數(shù)對(duì)信號(hào)仿真單元控制；對(duì)于輸出到飛行控制系統(tǒng)所需的接口信號(hào)還可以設(shè)置接通、斷開(kāi)、短路等各種故障，其控制同樣由參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述模擬量信號(hào)輸入單元3提供有多路模擬量信號(hào)采集功能，用來(lái)采集外部輸入的模擬量信號(hào)，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)的數(shù)值；所述RVDT信號(hào)輸入單元4提供有多路RVDT信號(hào)或LVDT信號(hào)采集功能，用來(lái)采集外部輸入的RVDT信號(hào)或LVDT信號(hào)，將RVDT信號(hào)或LVDT信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
所述作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7分別用于模擬作動(dòng)器、伺服閥和舵面位置傳感器的信號(hào)；上述模擬作動(dòng)器、伺服閥和舵面位置傳感器的信號(hào)為RVDT或LVDT傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)。對(duì)于由RVDT或LVDT傳感器產(chǎn)生位移信號(hào)的仿真，要求模擬RVDT傳感器的工作，一方面接收由飛行控制系統(tǒng)提供的交流激勵(lì)信號(hào)，將輸入的交流激勵(lì)信號(hào)分成A相和B相信號(hào)，按照信號(hào)定義操作單元和參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元所設(shè)置的參數(shù)，分別對(duì)交流激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行幅值和相位的參數(shù)調(diào)整，生成與操作參數(shù)一致的A相和B相信號(hào)，輸出到飛行控制系統(tǒng)。所述故障設(shè)置控制單元8設(shè)置有接通、斷開(kāi)、短路等各種故障，可以實(shí)現(xiàn)輸出到飛行控制系統(tǒng)所需的接口信號(hào)故障設(shè)置。實(shí)施例圖2為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器一個(gè)實(shí)施例不意圖。本發(fā)明的一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器實(shí)施例中，模擬量信號(hào)輸入單元3采用National Instruments Inc公司的NI PXI-6254數(shù)據(jù)采集板，RVDT信號(hào)輸入單元4采用NAI 公司 NAI (North Atlantic Industries Inc.) 75LD1-08CF1A 板卡，完成對(duì) RVDT 或 LVDT信號(hào)采集，作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7采用NI公司的NI PXI-7851R板卡，用于對(duì)RVDT或LVDT信號(hào)的模擬，產(chǎn)生輸出外部激勵(lì)信號(hào)，故障設(shè)置控制單元8采用NI公司的NI PXI-2569開(kāi)關(guān)量板卡，上述板卡安裝在配置有PXI系統(tǒng)控制總線9的NI PXI-1045機(jī)箱中。本發(fā)明的上述特征可作如下變化，但它們都沒(méi)有偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。如模擬量信號(hào)輸入單元3除采用NI公司的NI PXI-6254數(shù)據(jù)采集板外，也可以選擇NI公司其它型號(hào)或其它類型的數(shù)據(jù)采集板，還可以選擇其它公司的數(shù)據(jù)采集板卡；RVDT信號(hào)輸入單元4除采用NAI公司NAI 75LD1-08CF1A板卡外，也可以選擇NAI公司其它型號(hào)或其它類型的RVDT或LVDT信號(hào)采集板，還可以選擇其它公司的RVDT或LVDT信號(hào)采集板卡；對(duì)于RVDT信號(hào)的仿真，除采用NI公司的NI PXI-7851R板卡，可以采用目前市場(chǎng)供應(yīng)的其它型號(hào)或其它類型RVDT信號(hào)仿真接口模板，如ATENA公司提供的ATSIM-LVDT2024 接口模板,North Atlantic Industries Inc.公司提供的Model cPCI_75DL 13U接口模板，Axiomatic Technologies Corporation 公司提供的 LVDTS-DR-02 接口模板，UnitedElectronic Industries Inc.公司提供的DNA/DNR-AI-254接口模板,或者也可以選擇其它公司生產(chǎn)的其它型號(hào)的RVDT信號(hào)仿真接口模板，當(dāng)然，也可以自行設(shè)計(jì)研制RVDT信號(hào)仿真接口模板。圖3為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)定義操作界面示意圖。本發(fā)明的一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)定義操作單元I操作界面的虛擬面板301上提供了邏輯通道定義編輯窗302、儀器通道定義和參數(shù)轉(zhuǎn)換窗303、波形定義和離散數(shù)據(jù)選擇窗304，邏輯通道定義編輯窗302中邏輯通道列表顯示框305、新增通道信息框306、增加邏輯通道的功能按鈕307和刪除邏輯通道的功能按鈕308，提供了對(duì)需要仿真的物理對(duì)象信號(hào)的定義，對(duì)物理對(duì)象信號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)將其定義為邏輯通道。CN 102945001 A
書(shū)
明
說(shuō)
6/7頁(yè)儀器通道定義和參數(shù)轉(zhuǎn)換窗303中儀器模塊選擇框309、信號(hào)通道選擇框310，提供了將邏輯通道與作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7所使用的接口模板及其仿真激勵(lì)通道進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)定義；儀器通道定義和參數(shù)轉(zhuǎn)換窗303中轉(zhuǎn)換系數(shù)框311和轉(zhuǎn)換偏移框312提供了對(duì)輸出仿真信號(hào)轉(zhuǎn)換中的參數(shù)定義功能，對(duì)來(lái)自于模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4·的信號(hào)，按照轉(zhuǎn)換系數(shù)輸入框311和轉(zhuǎn)換偏移輸入框312的定義，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后形成對(duì)作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7控制的參數(shù)。波形定義和離散數(shù)據(jù)選擇窗304中波形選擇框313、幅值輸入框314和周期輸入框315提供了對(duì)輸出仿真信號(hào)的波形定義功能，而數(shù)據(jù)更新率輸入框316和數(shù)據(jù)文件信息框317選擇仿真信號(hào)是一系列離散的數(shù)據(jù)，在離散數(shù)據(jù)作為仿真信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)更新按照數(shù)據(jù)更新率輸入框316所輸入的參數(shù)執(zhí)行。信號(hào)定義操作單元I的虛擬面板301上還提供了功能按鈕確認(rèn)318、取消319和返回320，確認(rèn)318按鈕用于對(duì)操作結(jié)果的確認(rèn)，當(dāng)用戶完成一系列的定義操作后，使用確認(rèn)318按鈕保存操作的結(jié)果，而當(dāng)用戶放棄目前的操作時(shí)，使用取消319按鈕。圖4為本發(fā)明一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作界面示意圖。本發(fā)明的一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2操作界面的虛擬面板401上提供了邏輯通道查看選擇框402、儀器模塊查看選擇框403、信號(hào)通道查看選擇框404、相關(guān)輸入查看選擇框405、故障設(shè)置查看選擇框406、轉(zhuǎn)換系數(shù)查看選擇框407、轉(zhuǎn)換偏移查看選擇框408、輸出設(shè)置查看選擇框409，此外，在參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元2操作界面的虛擬面板401上還提供了功能按鈕運(yùn)行410、停止411和返回412 ；運(yùn)行410按鈕用于對(duì)模擬量信號(hào)輸入單元3、RVDT信號(hào)輸入單元4、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元5、伺服閥信號(hào)仿真單元6、舵面位置信號(hào)仿真單元7、故障設(shè)置控制單元8的運(yùn)行控制，根據(jù)相關(guān)輸入查看選擇框405中對(duì)信號(hào)源的選擇，從相應(yīng)的輸入獲得數(shù)據(jù)，按照轉(zhuǎn)換系數(shù)查看選擇框407和轉(zhuǎn)換偏移查看選擇框408的參數(shù)對(duì)來(lái)自輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再根據(jù)邏輯通道查看選擇框402、儀器模塊查看選擇框403、信號(hào)通道查看選擇框404對(duì)輸出仿真信號(hào)的定義，向輸出的仿真信號(hào)的儀器通道寫(xiě)命令參數(shù)，控制其輸出信號(hào)，同時(shí)，根據(jù)故障設(shè)置查看選擇框406的狀態(tài)對(duì)輸出線路進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，控制其輸出的狀態(tài)，輸出設(shè)置查看選擇框409只有在相關(guān)輸入查看選擇框405中選擇了單步操作時(shí)才有效，用于單步輸出中對(duì)仿真信號(hào)的控制。停止411按鈕用于停止當(dāng)前的運(yùn)行，使用返回412按鈕結(jié)束目前的操作。一種使用伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置進(jìn)行仿真的方法，其流程示意圖如圖5所示，包括以下步驟步驟I :系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始，按照試驗(yàn)需要完成的任務(wù)，確定伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器的初始狀態(tài)；步驟2 :讀取邏輯通道定義；步驟3 :按照相關(guān)輸入定義選擇輸入信號(hào)的類型；步驟4 :判斷信號(hào)類型；信號(hào)分別有模擬輸入、RVDT輸入、單步輸入、列表輸入、函數(shù)輸入、離散輸入步驟5 :讀取輸入信號(hào)數(shù)值；
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步驟6 :讀取通道轉(zhuǎn)換系數(shù)和通道轉(zhuǎn)換偏移參數(shù)；步驟7 :進(jìn)行通道參數(shù)的轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道的參數(shù)；步驟8 :寫(xiě)對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道，控制儀器通道的輸出；步驟9 :讀取故障設(shè)置狀態(tài)；步驟10 :按照故障模式進(jìn)行分類控制；故障模式分別有接通模式、開(kāi)路模式、短路地模式、短路電源模式步驟11 :驅(qū)動(dòng)控制輸出線路；步驟12 :判斷是否進(jìn)行下一個(gè)通道或者是下一個(gè)循環(huán)的操作，如果繼續(xù)運(yùn)行，則執(zhí)行步驟1，否則結(jié)束仿真運(yùn)行。
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權(quán)利要求
1.一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置，其特征在于包括信號(hào)定義操作單元[I]、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置信號(hào)仿真單元[7]、系統(tǒng)控制總線[9]和接口適配器[10]；信號(hào)定義操作單元[I]、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置信號(hào)仿真單元[7]之間通過(guò)系統(tǒng)控制總線[9]進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換；模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]和舵面位置信號(hào)仿真單元[7]通過(guò)通過(guò)信號(hào)傳輸總線[11]和接口適配器[10]相連，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，接口適配器[10]還與飛行控制系統(tǒng)之間互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置，其特征在于還包括故障設(shè)置控制單元[8]，故障設(shè)置控制單元[8]通過(guò)信號(hào)傳輸總線[11]分別和作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]和舵面位置信號(hào)仿真單元[7]、接口適配器[10]相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置，其特征在于故障設(shè)置控制單元[8]和信號(hào)定義操作單元[I]、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元[2]、模擬量信號(hào)輸入單元[3]、RVDT信號(hào)輸入單元[4]、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元[5]、伺服閥信號(hào)仿真單元[6]、舵面位置信號(hào)仿真單元[7]通過(guò)系統(tǒng)控制總線[9]進(jìn)行信息的傳輸與數(shù)據(jù)交換。
4.一種使用伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真裝置進(jìn)行仿真，包括以下步驟步驟I :系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始，按照試驗(yàn)需要完成的任務(wù)，確定伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器的初始狀態(tài)；步驟2 :讀取邏輯通道定義；步驟3 :按照相關(guān)輸入定義選擇輸入信號(hào)的類型；步驟4 :判斷信號(hào)類型；步驟5:讀取輸入信號(hào)數(shù)值；步驟6 :讀取通道轉(zhuǎn)換系數(shù)和通道轉(zhuǎn)換偏移參數(shù)；步驟7 :進(jìn)行通道參數(shù)的轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道的參數(shù)；步驟8 :寫(xiě)對(duì)應(yīng)仿真信號(hào)的儀器通道，控制儀器通道的輸出；步驟9:讀取故障設(shè)置狀態(tài)；步驟10 :按照故障模式進(jìn)行分類控制；步驟11 :驅(qū)動(dòng)控制輸出線路；步驟12 :判斷是否進(jìn)行下一個(gè)通道或者是下一個(gè)循環(huán)的操作，如果繼續(xù)運(yùn)行，則執(zhí)行步驟1，否則結(jié)束仿真運(yùn)行。
全文摘要
一種伺服作動(dòng)系統(tǒng)仿真器及其仿真方法，屬于工程仿真技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于由信號(hào)定義操作單元、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元、模擬量信號(hào)輸入單元、RVDT信號(hào)輸入單元、作動(dòng)器信號(hào)仿真單元、伺服閥信號(hào)仿真單元、舵面位置信號(hào)仿真單元、故障設(shè)置控制單元、系統(tǒng)控制總線和接口適配器組成，信號(hào)定義操作單元、參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行控制操作單元接收用戶的操作輸入，根據(jù)用戶的操作選擇或參數(shù)設(shè)置，形成控制作動(dòng)器信號(hào)仿真單元、伺服閥信號(hào)仿真單元、舵面位置信號(hào)仿真單元的命令及參數(shù)，控制接口模板輸出飛行控制系統(tǒng)所需的接口信號(hào)。本發(fā)明具有系統(tǒng)功能完整，結(jié)構(gòu)合理、緊湊，工作可靠，使用方便，具有良好的可擴(kuò)展性和剪裁性。
文檔編號(hào)G05B17/02GK102945001SQ201110232659
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者支超有, 薛峰 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所