[发明专利]一种飞机地面伺服弹性试验虚拟开环扫频方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机强度试验领域，涉及飞机气动弹性试验范畴，尤其涉及一种飞机地面伺服弹性试验虚拟开环扫频方法。

背景技术

地面伺服弹性试验（也称结构模态耦合试验）是带有飞行控制系统飞机试飞前的例行地面试验。测量飞机-飞控组合回路的开环频响特性，并依据试验数据对飞机地面伺服弹性稳定性进行评估是该项试验的主要任务之一。

对于飞控系统反馈回路无法物理断开的飞机，通常在回路闭合状态下测量扫频信号注入点前、后的回路响应信号，得到飞机-飞控组合回路的开环动态特性。

然而对于首次开展地面伺服弹性试验的新研飞机，直接采用闭环扫频方式存在较大风险，因为一旦发生耦合（扫频指令驱动舵面偏转所激励起的机载飞控传感器输出信号经飞行控制律解解算后驱动舵面以更大的幅值继续偏转，继而引起更大的机载飞控传感器输出，直至舵面运动发散），可能导致飞机结构在短时间内发生破坏。

发明内容

本发明的目的是解决飞控系统反馈回路无法物理断开时，采用闭环扫频方式测量飞机-飞控组合回路动态特性存在较大试验风险的技术问题。

本发明的技术解决方案是，在飞机的飞控计算机舵偏指令输出端与作动器前向指令输入端之间并入虚拟开环电路，虚拟开环电路包括一个反相器和一个加法器，飞控计算机输出的舵偏指令δ信号经反相器反向后进入加法器其中一个输入端口，加法器输出信号并入作动器前向指令综合端口，飞控计算机输出的舵偏指令δ信号同时接入动态信号分析仪的输入端，动态信号分析仪的输出扫频指令信号Source接入加法器另一个输入端口；飞控计算机输出的舵偏指令δ信号经反向器反向后与动态信号分析仪扫频指令输出信号在加法器综合，加法器的输出信号与飞控计算机输出的舵偏指令δ信号在作动器前向指令综合端口综合，驱动飞机的舵面偏转；舵面偏转引起的飞机结构响应被飞控传感器感知后，转变为电信号送入飞控计算机，飞控计算机内部控制律解算后输出的舵偏指令δ信号被动态信号分析仪采集并处理后，得到飞机-飞控组合回路的开环动态特性。

本发明所具有的优点和积极效果是：通过在作动器前向指令综合端并入反向后的飞控计算机输出舵偏指令信号，使得扫频过程由于飞机振动所产生的飞控计算机输出舵偏指令无法进入作动器的舵回路，从而在飞控系统反馈回路物理闭环状态下实现了虚拟开环，彻底消除了在反馈回路物理闭环状态下进行扫频试验而带来的耦合风险。此外，本发明所提出的虚拟开环电路只需要一个反相器和一个加法器，无需对机载飞控系统反馈回路进行任何更改，便可在飞控系统物理闭环状态下实现虚拟开环，简单明了，易于实现，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

1、在飞机的飞控计算机舵偏指令输出端与作动器前向指令输入端之间并入虚拟开环电路，虚拟开环电路由一个加法器和一个反相器组成；

2、飞控计算机输出舵偏指令信号δ（模拟电压量）由虚拟开环电路中的反相器反向后，经加法器注入作动器前向指令综合端，反向后的飞控计算机输出舵偏指令-δ与经作动器前向通道传输至作动器前向综合端口的飞控计算机输出舵偏指令信号δ综合，从而使飞控计算机输出舵偏指令无法进入作动器的舵回路；

3、操纵驾驶杆使飞控计算机输出舵偏指令，但由于虚拟开环电路的存在，舵面并无任响应，于是在反馈回路物理闭环状态下实现了虚拟开环；

4、动态信号分析仪输出扫频指令信号（Source）经虚拟开环电路中的加法器后注入作动器前向指令综合端口，驱动舵面偏转；

5、舵面偏转引起的飞机结构响应被飞控传感器感知后，转变为电信号送入飞控计算机，飞控计算机内部控制律解算后输出的舵偏指令δ信号被动态信号分析仪采集并处理后，得到飞机-飞控组合回路的开环动态特性。