[发明专利]飞机不规则油箱油量的动态测量方法

说明书

本发明涉及液位测量技术领域，具体提供了一种飞机不规则油箱油量的动态测量方法，获得每根传感器油液体积特性数据，选取合适的函数公式，对每根传感器的所有可测角度内数据进行拟合，并计算最大误差和相对误差，若满足误差指标，则采纳此公式，若不满足指标则选取其它公式或对不满足指标点进行分段切割，直至满足指标为止，接收传感器数据、飞机姿态参数，获取有效传感器公式拟合参数，计算每根传感器求解到的油液体积，得到单个油箱的油液体积值，再根据试验或试飞数据，对动态条件下飞机油面角与传感器高度信息进行同步，获得更精确的油箱油液体积。

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，特别涉及飞机不规则油箱油量的动态测量方法。

背景技术

在飞机地面维护及飞行过程中，不同飞机姿态下的油箱油量是保障安全飞行和返航的重要因素。通过对飞机上各个油箱油量的测量，将飞机的剩余油量、油量消耗速度和油箱油量状态反馈给飞行员，确保飞行员及时知道燃油使用情况一方面能够提高飞行安全性；另一方面可以辅助主动调节重心，改善经济性，增加飞机有效航程。

现代飞机普遍通过机翼或机身框及壁板构造整体结构油箱，作为燃油存储空间，其内部安装有形状及体积各异的管道、泵、阀等部件，由于油箱及内部部件的不规则性，导致飞机动态条件下准确测量油箱内油量变得非常困难，工程上通常采用的方法是通过将油箱三维模型离散化为有限模型，或通过切片叠加法将油箱实体切分成许多薄片，获得体积特性数据，然后通过查表插值法，计算油液体积。

该计算方法存在以下几方面的缺点：

1、查表法需要占用大量存储空间和计算资源，在机载计算机资源有限的情况下，限制了通过缩小采样间隔、增大采样表来提升测量精度的空间；

2、由于燃油箱形状不规则及内部部件的差异，通过压缩的特性数据表格，采用全局一致的插值算法计算燃油体积，其计算精度很难满足主动重心控制要求；

3、与飞机姿态变化导致油面变化的动态响应效果很差，往往导致随飞机机动出现油量剧烈跳动的现象。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种飞机不规则油箱油量的动态测量方法，包括如下步骤：

步骤一，获得不规则油箱的油液体积特性数据；

步骤二，对体积特性数据进行分组排序，去除违反趋势的点，并对违反趋势的点进行校核，校核的具体方式为：按照跳跃点处的姿态模拟油箱三维数模，并重新获取该点处的体积特性数据；

步骤三，根据每个油面角理论值组合范围内的体积特性数据趋势选取公式，并对体积特性数据进行拟合；

步骤四，计算体积的最大绝对误差及相对误差，若公式满足精度指标要求则选取此公式，否则回到步骤三并重新选取公式，或对不满足指标点进行分段切割，重新拟合，直至满足指标为止；

步骤五，获取机载传感器数据，其包括飞机姿态参数和传感器浸润高度，所述飞机姿态参数包括俯仰α、横滚β、三向加速度；

步骤六，对接收的机载传感器数据进行平滑滤波处理，去除跳跃数据和无效数据，所述无效数据通过数据采集电路以及设定阈值判断；

步骤七，根据计算获得油面角实际值，获取有效传感器的公式的拟合参数，并根据该拟合参数计算各传感器对应的油液体积，之后再进行平滑滤波处理，得到单个油箱的油液体积值；

步骤八，根据试验数据或试飞数据，对动态条件下飞机油面角与传感器浸润高度信息进行同步，并优化滤波与平滑算法，进而获得更精确的油箱油液体积。

优选的，步骤一中通过切片叠加方式或三维数模离散化方式获取油箱油液体积特性数据。

优选的，所述体积特性数据包括俯仰角、横滚角、油箱体积、各传感器浸润高度。