[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)PID方法的飛機(jī)全靜壓測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610458252.8
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN105973544B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段照斌;張鵬;杜海龍;栗中華;李靜昭;鈕偉龍;杜航航;劉意;劉博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司12105
• 代理人: 胡京生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動測試領(lǐng)域，特別涉及一種基于自適應(yīng)PID方法的飛機(jī)全靜壓測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

全靜壓測試系統(tǒng)用在需要對飛機(jī)進(jìn)行全靜壓測試的內(nèi)場維修和外場維修中，系統(tǒng)按照測試人員的操作指令，為飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)分別提供相應(yīng)的氣壓源。目前飛機(jī)全靜壓測試系統(tǒng)購置成本高，維護(hù)成本高，維護(hù)周期長，對航空公司的正常運(yùn)行帶來不便，甚至由于長途運(yùn)輸帶來的精度變化和氣密性變化，給飛行安全帶來一定的影響。此外，現(xiàn)有的測試器主要靠球閥進(jìn)行壓力變化操作，其測試時間長，精度差，測試流程復(fù)雜，容易引起人為因素的增加，帶來飛行安全隱患。飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)屬于高精密、高氣密性、小流量的飛機(jī)系統(tǒng)，測試要求復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，急需一種測試系統(tǒng)彌補(bǔ)此技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，針對航空公司全靜壓測試設(shè)備使用和維護(hù)上的不便，解決全靜壓系統(tǒng)測試要求難以滿足的現(xiàn)狀，提供一種造價(jià)較低、結(jié)構(gòu)簡單、能夠快速測試、校驗(yàn)和維護(hù)方便、可以方便接入飛機(jī)系統(tǒng)、滿足航空公司維修手冊測試要求的基于自適應(yīng)PID方法的飛機(jī)全靜壓測試系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)采用比例閥為核心部件，采用自適應(yīng)PID算法作為控制算法，可以自主、靈活、準(zhǔn)確、方便地為飛機(jī)全靜壓系統(tǒng)提供兩路精確可控的氣源，同時為測試人員提供氣密性自動計(jì)算、飛機(jī)儀表精度校驗(yàn)、實(shí)時氣壓狀況監(jiān)測和記錄的功能。飛機(jī)維護(hù)人員可以依照系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對飛機(jī)進(jìn)行自動化測試，大大提高了飛機(jī)維修的效率和安全性，減少相關(guān)系統(tǒng)故障引起航空事故的可能性，降低了由于維修帶來的航班延誤的概率。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的主要技術(shù)方案是：一種基于自適應(yīng)PID方法的飛機(jī)全靜壓測試系統(tǒng)，其特征在于：包括控制核心模塊、電源模塊、隔離電源模塊、光耦隔離器、485總線模塊、繼電器模塊、信號變送器I、信號變送器II、比例閥模塊I、比例閥模塊II、人機(jī)交互界面模塊、傳感器I、傳感器II、傳感器III、傳感器IV、電磁閥I、電磁閥II、電磁閥III、電磁閥IV、電磁閥Ⅴ、真空泵及壓縮機(jī)，所述電源模塊一路通過隔離電源模塊分別與控制核心模塊、人機(jī)交互界面模塊連接，另一路分別與真空泵及壓縮機(jī)連接，所述控制核心模塊分別與人機(jī)交互界面模塊、光耦隔離器、485總線模塊連接，所述光耦隔離器分別與繼電器模塊、信號變送器I、信號變送器II連接，所述繼電器模塊分別與電磁閥I、電磁閥II、電磁閥III、電磁閥IV、電磁閥Ⅴ、真空泵及壓縮機(jī)連接，所述信號變送器I分別與比例閥模塊I、比例閥模塊II連接，所述信號變送器II分別與傳感器I、傳感器II、傳感器III、傳感器IV連接，所述485總線模塊分別與計(jì)算機(jī)接口、數(shù)據(jù)存儲接口、保壓實(shí)驗(yàn)程序升級接口、氣壓產(chǎn)生波形接口、無線傳輸接口連接；

所述的控制核心模塊包括單片機(jī)、電源隔離電路、接口及外圍電路；

所述的485總線模塊包括485總線芯片、光耦隔離電路、瞬變電壓抑制電路；

所述的繼電器模塊包括大電流繼電器、光耦隔離電路、電平變換電路；

所述的氣壓傳感器模塊包括傳感器及其接口；傳感器包括傳感器I、傳感器II、傳感器III、傳感器IV，傳感器的接口分別為IIC總線和RS232總線接口；

所述的人機(jī)交互界面模塊包括工業(yè)級HMI觸摸屏及其配套電路，配套電路包括觸摸反饋電路、控制核心電路；

所述的電源包括5V電源模塊、24V電源模塊和28V電源模塊；

所述的比例閥模塊包括高頻電磁針閥、傳感器電路、驅(qū)動電路；

所述的氣泵及氣路模塊包括真空泵、壓縮機(jī)、電磁閥、排水閥、節(jié)流閥及其配套氣路，電磁閥包括電磁閥I、電磁閥II、電磁閥III、電磁閥IV、電磁閥Ⅴ；

人機(jī)交互界面模塊響應(yīng)操作者的輸入請求，并將其發(fā)送給控制核心電路，控制核心電路采集來自氣壓傳感器模塊的實(shí)時數(shù)據(jù)，并通過485總線模塊控制繼電器模塊和比例閥模塊構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，最終控制輸出氣壓；

人機(jī)交互界面模塊采用迪文公司生產(chǎn)的8英寸高分辨率圖形點(diǎn)陣屏幕DMT10768T080_07WT，最大分辨率1024*768，其自帶電容觸摸屏，通過對觸控坐標(biāo)編程，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能；

控制核心模塊采用ST公司的STM32F103VET6微控制器，選用了μC/OS-II嵌入式系統(tǒng)作為代碼實(shí)現(xiàn)的軟件平臺，工作頻率為72MHz；

比例閥模塊采用ProALA公司的WFAS1TFEE045BXL和WFAS1TFEE015BXL高頻電磁針閥，其可以以±0.005％的分辨率精密地控制氣體的流量；