[发明专利]一种小负载电动舵机模型计算方法

说明书

本发明属于直升机飞行控制技术，提供一种小负载电动舵机模型计算方法，包括：将接收到的舵机控制指令通过伺服系统乘以传动比k1，形成伺服控制律输入指令；该伺服控制律输入指令经过时间常数为T的惯性环节，再与舵机理论输出位移求差后得到位移偏差指令；位移偏差指令经过舵机死区环节后进行积分并乘以舵机等效速度得到舵机输出位移，所述舵机输出位移经过限幅环节得到新的舵机理论输出位移，此舵机理论输出位移为小负载电动舵机模型计算所得的舵机位置。本发明模型简单，置信度高。

技术领域

本发明属于直升机飞行控制技术，涉及一种小负载电动舵机模型计算方法。

背景技术

电动舵机模型监控是监测伺服系统健康状态的有力手段。但由于电动舵机输出特性与负载强相关，飞行过程中，舵机负载无法精确测量，导致舵机模型难以准确建立。工程应用中，一般先采集舵机相电流，通过相电流间接计算负载特性，从而建立舵机模型。但是，实际飞行过程中，舵机输出不是单向运动，而是反复进行伸出和缩回的周期运动形式，因此舵机本身处于加速-稳定-减速-停止-再加速的循环中，此时，舵机的电流-负载关系以及负载-转速关系非线性因素比较大，与试验室仿真结果及实测结果将会出现较大偏差，从而使得模型的置信度较低。以此为基础设计的模型监控很难逼真的表征伺服系统的工作状态。因此，提高电动舵机模型精度是模型监控的关键环节。

发明内容

本发明的目的是：提供一种小负载电动舵机模型计算方法，简化以往建模方法中舵机输出与负载之间的耦合关系，采用舵机等效速度，建立适合于小负载电动舵机的建模方法，简化模型结构，降低模型阶次，提高模型可信度。

本发明的技术方案是：

一种小负载电动舵机模型计算方法，包括：

将接收到的舵机控制指令通过伺服系统乘以传动比k1，形成伺服控制律输入指令；

该伺服控制律输入指令经过时间常数为T的惯性环节，再与舵机理论输出位移求差后得到位移偏差指令；

位移偏差指令经过舵机死区环节后进行积分并乘以舵机等效速度得到舵机输出位移，所述舵机输出位移经过限幅环节得到新的舵机理论输出位移，此舵机理论输出位移为小负载电动舵机模型计算所得的舵机位置。

所述伺服控制律输入指令经过时间常数为T的惯性环节具体为：

限定所述伺服控制律输入指令在T时间时达到稳定输出值的0.63倍。

所述位移偏差指令经过舵机死区环节具体为：

判断所述位移偏差指令是否小于等于舵机死区环节参数，如果是则所述位移偏差指令替换为0输出；否则，输出所述位移偏差指令与舵机死区环节参数的差。

还包括：

将小负载电动舵机模型计算的舵机位置与实际测量到的舵机位置反馈进行比较，得到舵机实际输出与理论输出之间的偏差，如果该偏差小于设计门限值，则Mode_out输出为0，判舵机运动正常；否则，Mode_out输出为1，判断小负载电动舵机模型监控出现瞬态故障，如果连续若干时间Mode_out输出为1，判断小负载电动舵机模型监控出现永久故障。

还包括：

当判断小负载电动舵机模型监控出现永久故障时，申报舵机模型监控故障。

申报舵机模型监控故障的功能在飞控系统上电1秒钟后起动。

传动比k1＝0.5；舵机等效速度是22mm/s；时间常数T为0.1s。

舵机死区环节参数为0.03mm。

所述舵机输出位移经过限幅环节得到新的舵机理论输出位移具体为：