阅读说明：本技术 一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法 (Method for arranging displacement sensors of fly-by-wire control system of helicopter ) 是由 孙冲 邓海侠 张根源 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于直升机电传操纵领域,具体涉及一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法。该方法包括：根据通道耦合情况对各个通道布置N个位移传感器；针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度；确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线；分别针对每个通道对比N个关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值；针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下,更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比,直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值。该方法提高了指令传感器输出信号的准确性,避免了多余度位移传感器输出差异过大而影响故障判别的问题。(The invention belongs to the field of fly-by-wire operation of helicopters, and particularly relates to a method for arranging displacement sensors of a fly-by-wire operation system of a helicopter. The method comprises the following steps: arranging N displacement sensors for each channel according to the channel coupling condition; moving a driver joystick by a predetermined displacement for each channel while acquiring an input angle of a displacement sensor; determining a relation curve of the displacement of the control lever of the driver and the input angle of the N displacement sensors; respectively comparing the difference values of the slopes of any two curves in the N relation curves aiming at each channel; and under the condition that the difference of the slopes of any two curves of each channel is greater than the required value, changing the length of a connecting pull rod of the displacement sensor or the transmission ratio of the steering column to the displacement sensor until the difference of the slopes of any two curves is not greater than the required value. The method improves the accuracy of the output signal of the command sensor and avoids the problem that the output difference of the redundancy displacement sensor is too large to influence the fault judgment.)

一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法

技术领域

本发明属于直升机电传操纵领域，具体涉及一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法。

背景技术

传统操纵系统驾驶员的输入指令通过机械杆系或操纵钢索传输至舵面，实现直升机主、尾桨变距；电传操纵系统驾驶员的输入指令通过位移传感器转换为电信号传输给飞控计算机，驱动舵机，实现桨叶变距。因此，基本控制回路所需要的指令传感器是直升机电传操纵系统的重要部件。

基于安全可靠性考虑，电传操纵系统各通道均设置机械多余度互为备份的位移传感器。各位移传感器输出特性的差异直接影响电传操纵控制系统对该通道位移传感器信号的识别和判别，差异过大影响电传操纵系统故障的辨识，即飞机的安全保障。

发明内容

本发明的目的：提供一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法，用于驾驶员指令传感器的布置与分析，提高指令传感器输出信号的准确性，避免多余度位移传感器输出差异过大而影响故障判别的问题。

本发明的技术方案：

第一方面，提供一种直升机电传操纵系统位移传感器布置方法，包括：

根据通道耦合情况对各个通道布置N个位移传感器，其中N为大于等于2的整数；

针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度；

分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线；

分别针对每个通道对比N个关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值；

针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值。

可选地，包括：根据通道耦合情况对各个通道布置N个位移传感器，具体包括：

在不存在耦合的通道的情况下，对各个通道分别对称分散地布置N个位移传感器；

在存在耦合的通道的情况下，对耦合的通道分别对称分散地布置N个位移传感器且保证N个位移传感器均与操纵输出拉杆连接，对非耦合的通道分别对称分散地布置N个位移传感器。

可选地，针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度，具体包括：

在不存在耦合的情况下，建立驾驶舱操纵机构运动模型；

利用驾驶舱操纵机构运动模型进行仿真，使驾驶员操纵杆移动全行程同时同步采集位移传感器的输入角度。

可选地，针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度，具体包括：

在存在耦合的情况下，建立驾驶舱操纵机构运动模型；

利用驾驶舱操纵机构运动模型进行仿真，使驾驶员操纵杆移动全行程同时同步采集非耦合通道位移传感器的输入角度以及耦合通道位移传感器的输入角度。

可选地，分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线，具体包括：

在不存在耦合的通道的情况下，以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条关系曲线。

可选地，分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线，具体包括：

在存在耦合的通道的情况下，

以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以非耦合的通道的N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条非耦合通道关系曲线；

以及以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以耦合的通道的N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条耦合通道关系曲线。

可选地，针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值，具体包括：

在不存在耦合的通道的情况下，如果某个通道的任意两条曲线的斜率的差值大于第一要求值的情况下，更改该通道的位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到该通道的任意两条曲线的斜率的差值不大于第一要求值。

可选地，针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值，具体包括：

在存在耦合的通道的情况下，若耦合的通道的N条耦合通道关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值大于第二要求值的情况下，则更改操纵输出拉杆长度、位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于第二要求值；

若非耦合的通道的N条非耦合通道关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值大于第一要求值的情况下，更改该通道的位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到该通道的任意两条曲线的斜率的差值不大于第一要求值。

本发明的有益效果：本发明提出的直升机电传操纵系统位移传感器布置分析方法能够很好的应用于直升机位移传感器总体布置设计，此方法准确、高效、易操作，能够提高机械多余度位移传感器的信号一致性，避免出现系统故障判别问题。

附图说明

图1为根据本发明实施例的直升机电传操纵系统位移传感器布置方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的直升机电传操纵系统位移传感器布置方法，包括：根据通道耦合情况对各个通道布置N个位移传感器，其中N为大于等于2的整数；针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度；分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线；分别针对每个通道对比N个关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值；针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值。

可选地，包括：根据通道耦合情况对各个通道布置N个位移传感器，具体包括：在不存在耦合的通道的情况下，对各个通道分别对称分散地布置N个位移传感器；在存在耦合的通道的情况下，对耦合的通道分别对称分散地布置N个位移传感器且保证N个位移传感器均与操纵输出拉杆连接，对非耦合的通道分别对称分散地布置N个位移传感器。

可选地，针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度，具体包括：在不存在耦合的情况下，建立驾驶舱操纵机构运动模型；利用驾驶舱操纵机构运动模型进行仿真，使驾驶员操纵杆移动全行程同时同步采集位移传感器的输入角度。

可选地，针对每个通道使驾驶员操纵杆移动预定位移同时采集位移传感器的输入角度，具体包括：在存在耦合的情况下，建立驾驶舱操纵机构运动模型；利用驾驶舱操纵机构运动模型进行仿真，使驾驶员操纵杆移动全行程同时同步采集非耦合通道位移传感器的输入角度以及耦合通道位移传感器的输入角度。

可选地，分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线，具体包括：在不存在耦合的通道的情况下，以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条关系曲线。

可选地，分别针对每个通道确定驾驶员操纵杆位移与N个位移传感器的输入角度的关系曲线，具体包括：在存在耦合的通道的情况下，以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以非耦合的通道的N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条非耦合通道关系曲线；以及以驾驶员操纵杆位移为横坐标分别以耦合的通道的N个位移传感器的输入角度作为纵坐标确定N条耦合通道关系曲线。

可选地，针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值，具体包括：在不存在耦合的通道的情况下，如果某个通道的任意两条曲线的斜率的差值大于第一要求值的情况下，更改该通道的位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到该通道的任意两条曲线的斜率的差值不大于第一要求值。

可选地，针对每个通道在任意两条曲线的斜率的差值大于要求值的情况下，更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值，具体包括：在存在耦合的通道的情况下，若耦合的通道的N条耦合通道关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值大于第二要求值的情况下，则更改操纵输出拉杆长度、位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到任意两条曲线的斜率的差值不大于第二要求值；若非耦合的通道的N条非耦合通道关系曲线中的任意两条曲线的斜率的差值大于第一要求值的情况下，更改该通道的位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比，直到该通道的任意两条曲线的斜率的差值不大于第一要求值。

本发明的直升机电传操纵系统位移传感器布置分析方法主要用于驾驶员指令传感器的布置与分析，提高指令传感器输出信号的准确性，避免多余度位移传感器输出差异过大而影响故障判别的问题。用于辅助电传操纵系统方案设计。

布置原则：1.保证各通道多余度位移传感器的输入一致性，减小多余度位移传感器的输出差异，保证其在设计要求的规定范围之内；2.提高位移传感器战场生存力，采用对称分散布置。

本发明的关键点为：1.为位移传感器布置提供分析依据；2.运动机构建模分析位移传感器布置方案；3.减小耦合对位移传感器信号一致性的影响；4.保证通道内多余度传感器的输入一致性。

实施例：

1.初步布置

a)不存在耦合的通道，多余度位移传感器采用对称分散布置；

b)存在耦合的通道(如周期变距操纵的纵、横向通道)，多余度位移传感器采用对称分散布置且保证耦合的通道N个位移传感器均与操纵输出拉杆连接。

2.仿真分析

通过DMU运动机构建立驾驶舱操纵机构运动模型，对驾驶舱操纵装置位移传感器布置进行仿真分析，具体步骤如下：

a)对需要分析的通道装置建立三维运动模型；

b)以驾驶员操纵杆移动全行程作为输入；

c)对于不存在耦合的通道：

1.以同步采集位移传感器的输入角度作为输出；

2.每个通道以输入为横坐标，输出为纵坐标，绘制关系曲线；

3.若每个通道任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值1，则结束；

4.否则更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比；并返回步骤a)。

d)对于存在耦合的通道：

1.以同步采集非耦合通道位移传感器的输入角度以作为输出1，耦合通道位移传感器的输入角度作为输出2；

2.以输入为横坐标，输出1为纵坐标，绘制非耦合通道关系曲线；

3.以输入为横坐标，输出2为纵坐标，绘制耦合通道关系曲线；

4.若非耦合的通道任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值1，则进行步骤6；

5.否则更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比；并返回步骤a)；

6.若耦合的通道任意两条曲线的斜率的差值不大于要求值2，则结束；

7.否则更改位移传感器连接拉杆长度或驾驶杆到位移传感器的传动比；并返回步骤a)。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。