[发明专利]一种应用于张线振荡动导数试验的驱动控制装置

说明书

本发明公开了一种应用于张线振荡动导数试验的驱动控制装置，包括：上位机控制单元、网络通讯单元、本地控制单元、PLC信号模块单元、信号转换单元、伺服调制单元、液压驱动单元、位置反馈单元和液压泵站动力单元。上位机控制单元下发液压驱动单元的控制指令，实现液压驱动单元按照指定形式的运动控制。伺服调制单元通过调制作用，将压力和流量调制后的液压油作用在液压驱动单元上，驱动风洞试验模型进行强迫振荡动导数试验，位置反馈单元将液压驱动单元的实时位置反馈给本地控制单元，并参与液压驱动单元的位置伺服闭环控制。本发明能够实现对试验模型的高精度驱动运动控制，从而获得高精度的动导数试验数据。

技术领域:

本发明涉及低速风洞试验领域，具体涉及一种应用于张线振荡动导数试验的驱动控制装置。

背景技术：

动稳定性导数(简称动导数)是飞行器在总体设计、结构设计以及飞控系统设计过程中进行动稳定性分析、机动特性分析以及非定常气动特性分析所必须参考的数据。低速风洞强迫振荡动导数试验是获取飞行器动导数数据的重要手段。

目前，国内外的空气动力研究单位普遍采用电机+减速器/齿轮齿条的驱动方式，尾撑、腹称以及背称等硬性支撑方式进行风洞强迫振荡动导数试验。电机+减速器/齿轮齿条在进行往复正弦振荡时会因为齿轮间隙，降低对试验模型的姿态角的控制精度，伺服电机的强电磁环境会对天平信号产生较大干扰，硬性支撑会对模型附近区域流场造成较大破坏，引入额外的支架干扰因素，以上这些因素往往会对动导数试验数据的精准度产生较大的影响。

发明内容：

针对上述动导数试验系统存在的普遍问题，本发明的目的是提供了一种应用于张线振荡动导数试验的驱动控制装置，解决了如上问题，从而获取高精度的动导数试验数据，为飞行器的动态品质分析、操稳特性分析以及飞控系统设计提供精准的动导数试验数据。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：一种应用于张线振荡动导数试验的驱动控制装置，包括：上位机控制单元、网络通讯单元、本地控制单元、PLC信号模块单元、信号转换单元、伺服调制单元、液压驱动单元、位置反馈单元和液压泵站动力单元，液压泵站动力单元输出的液压油经伺服调制单元调制解调后作用于液压驱动单元，网络通讯单元建立整个驱动控制装置的工业以太网通讯环境，实现上位机控制单元、本地控制单元以及液压泵站动力单元之间的网络通讯功能；所述的本地控制单元与上位机控制单元通过工业以太网进行控制指令和反馈数据的交互，实现对液压驱动单元的位置伺服闭环控制；所述的上位机控制单元下发液压驱动单元的控制指令，实现液压驱动单元按照指定形式的运动控制；同时，下发液压泵站动力单元的控制指令并接收液压泵站动力单元反馈的状态信息；所述的PLC信号模块单元与本地控制单元之间建立通讯链路，具备模拟信号、数字信号的输入、输出以及位置反馈信号的采集功能；所述的信号转换单元将PLC信号模块单元输出的电压控制信号转换为电流控制信号，用于伺服调制单元的控制；所述的伺服调制单元通过调制作用，将压力和流量调制后的液压油作用在液压驱动单元上，驱动风洞试验模型进行强迫振荡动导数试验；所述的位置反馈单元与液压驱动单元的转轴连接，将液压驱动单元的实时位置反馈给本地控制单元，并参与液压驱动单元的位置伺服闭环控制。

本发明还具有如下技术特征：所述的液压驱动单元包含两个同步运动的电液伺服马达，采用双电液伺服马达的同步驱动运动，驱动风洞试验模型进行强迫振荡动导数试验。

采用如上所述的驱动控制装置得出的一种张线振荡动导数试验方法，步骤如下：

步骤一、上位机控制单元通过网络通讯单元向本地控制单元下发动导数试验指标：正弦振荡的频率、振幅和平衡角；

步骤二、本地控制单元控制液压驱动单元步进到初相位置；

步骤三、上位机控制单元检测到液压驱动单元已到达初相位置后，下发正弦起振指令；步骤四、本地控制单元控制液压驱动单元进行给定指标的同步正弦振荡运动；