《某型系列飞机电传操纵系统便携式模拟舵机的软件设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某型系列飞机电传操纵系统便携式模拟舵机的软件设计与实现（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、某型系列飞机电传操纵系统便携式模拟舵机 的软件设计与实现 张 燕 董新民 （空军工程大学 工程学院 航空自动控制工程系，陕西 西安 710038） 摘 要：摘 要：电传操纵系统的多余度设计使得系统结构复杂，故障定位难，排故时间长，严重影响 飞机的出动率。因此研制了某型飞机电传操纵系统便携式模拟舵机，用以代替实物舵机，进而 能够快速、准确进行故障定位并排故。本文在硬件设计完成的基础上,利用 PC/104 嵌入式计算 机开发系统，用 Turbo C 程序设计语言对模拟舵机软件进行了设计与实现，并对其中的关键点 进行了较详细的说明。 关键词：关键词：电传操纵系统；多余度设计；模拟舵机；PC/104
2、嵌入式计算机 引言 引言 某型系列飞机主要适用于高纬度和高寒地区的作战和训练。由于受高温和湿度的影 响，经常发生电液舵机内部短路、漏液、零部件老化等故障。同时，鉴于电传操纵系统的 复杂，使得该型系列飞机电传计算机的故障率较高。通过调研，维护人员普遍反映，飞机 舵面伺服驱动系统是典型的机电液一体化系统，交联关系复杂，当发生故障时，很难判断 是电传计算机故障，还是电液舵机故障，因此，只能更换部附件。另外，受舵机安装位置 的限制，活动空间的狭小使得舵机的拆装非常困难，尤其是对于疑难故障，往往需要反复 更换电传计算机或电液舵机，这样就大大增加了排故时间，严重影响了飞机的出动率。 为快速排除故障，对故障
3、进行准确定位，适应外场维护保障的需要。研制了某型系列 飞机电传操纵系统便携式模拟舵机，用以代替实物舵机，进而快速、准确地判断和排除电 传操纵系统故障，本文正是利用 DOS 环境下的 PC/104 嵌入式计算机为开发系统，turbo C 为开发语言， 对研制的模拟舵机进行软件实现， 极大地缩短了维护时间， 节约了经济成本， 有着较重要的军事意义和经济意义。 1 开发思路及方案1 开发思路及方案 模拟舵机的开发思路是用所开发的便携式模拟舵机代替飞机上的实物舵机，当飞机舵 面伺服驱动系统发生故障时，仅将舵机插头从飞机上拆下，通过转接电缆连到地面上的模 拟舵机上，对电传操纵系统进行检查，使许多空中疑难
4、故障在地面得以复现，避免误拆电 液舵机而增加排故工作量， 进而缩短维护时间， 节约经济成本， 进一步提高部队的战斗力。 1 .1 飞行控制系统概述 电传操纵系统，又称电子飞行控制系统，是把驾驶员发出的操纵指令变换成电信号并 与飞机运动传感器反馈回来的信号综合，经过计算机处理，把计算结果通过电缆输送给操 纵面作动器，对飞机进行全权限操纵的一种人工飞行操纵系统。它完善的反馈控制回路能 保证飞机飞行品质的改善，满足操纵性和稳定性的要求，它所控制的对象是飞机的运动量 和运动参量，而不是气动舵面角。电传操纵系统与飞机运动本身形成闭环，驾驶员在整个 “人-机”组合中相当于一个指令部件。 舵机是自动驾驶仪（
5、或增稳系统）中的执行机构，是飞行器自动驾驶仪或增稳系统的 重要组成部分，自动驾驶仪的特性在很大程度上取决于舵机的性能，它的功用是按照放大 器来的控制信号， 以一定的输出速度和输出力去推动飞行器的舵面， 舵机一般输出为位移， 而电液伺服马达则以转动的方式拖动负载。 舵机伺服系统是电传操纵系统的重要执行部件，某型系列飞机操纵系统为了保证对飞 机纵向、横向、航向以及在机动飞行和起飞着陆时的操纵，其操纵舵面的舵机有：平尾 舵机（包括分配机构和承力作动筒） 、方向舵舵机、前缘襟翼舵机、襟副翼舵机和极限舵 机，共计 4 类、6 个舵机。 模拟舵机的主要任务是代替飞机的真实舵机将输出信号模拟再现。模拟舵机的
6、研制分 为硬件和软件两个部分，本文在硬件研制完成的基础上对其软件进行设计与实现。 1 .2 便携式模拟舵机的硬件实现 某型系列飞机便携式模拟舵机采用 PC104 总线，选用 标准的 A/D、D/A、DIO、CPU 模板，并与辅助外围接口电 路配合工作，完成信号测量、激励产生、状态控制、保存 数据、系统自检等操作，实现对某型飞机电传操纵系统的 检测工作。硬件结构图如图 1 所示。 模拟舵机主要包括以下几个模块：PC/104 CPU 模板、 PC/104 电子盘、A/D 转换模块、D/A 转换模块、DIO 模块、 信号调理模块、EL 显示器等。 根据便携式测试系统的特点和要求， 各模块详细说明 如
7、下： 1） CPU 模块 MSM486SV CPU48666MHzDX2、内存 4MDRAM、RS232 和 RS-485 串行接口、VGA 和 LCD 显示器接口、PS/2 鼠标接口、电子 盘接口、AT for(i=0;i10;i+) for(j=0;j10;j+) aj=chann_sample(0x00,6.25/8); /*每通道循环采 10 个点*/ bj=chann_sample(0x01,6.25/8); cj=chann_sample(0x02,6.25/8); dj=chann_sample(0x03,6.25/8); ej=chann_sample(0x08,6.25/8)
8、; fj=chann_sample(0x0D,100.5/8); a_avi=aver(10,a); /*10 个点去掉极值求均值*/ b_avi=aver(10,b); c_avi=aver(10,c); d_avi=aver(10,d); e_avi=aver(10,e); f_avi=aver(10,f); pw0=average(10,a_av); /*10 循环后再平均*/ pw1=average(10,b_av); pw2=average(10,c_av); pw3=average(10,d_av); pw4=average(10,e_av); pw5=average(10,f_a
9、v); for(k=0;k6.25) pwk=6.25; else if(pwk100.5) pw5=100.5; else if(pw5-100.5) pw5=-100.5; interface_pw(pw); /*更新画面*/ 4 结束语 4 结束语 本文在硬件设计完成的基础上，利用 PC104 嵌入式开发系统，通过 C 语言编程，实 现了 DOS 环境下某型系列飞机便携式模拟舵机软件的设计。采取了模块化设计，思路清 晰、算法简单、功能完整、可扩展性强，既自成体系，又便于进行深层开发。对飞机舵面 伺服驱动系统的故障排除快速、准确，经济与军事效益明显。 参考文献 参考文献 1 董新民.某型飞机飞行控制系统M.西安：空军工程大学工程学院，2002 2 张国平.某型系列飞机电传操纵系统模拟舵机的研制.空军工程大学工程学院，2005 3 文传源.现代飞行控制系统.北京航空航天大学出版社，2005 4 吴列鼎，徐青宁.飞行控制系统.空军工程学院，1997 5 潭浩强，张基温，唐永炎.C 语言程序设计教程.高等教育出版社，1992
