[發明專利]一種飛機主動側桿系統在中立位附近的桿力防抖動方法

有效

• 申請號: 201810492364.4
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108706094B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王歡;袁洋;陳悅;孫亞飛;趙偉;劉闖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C13/16
• 分類號: B64C13/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.一種飛機主動側桿系統在中立位附近的桿力防抖動方法，所述飛機主動側桿系統包含監控模塊和側桿模塊；

所述監控模塊用于發送指令給所述側桿模塊，并控制存儲和顯示側桿模塊的實時狀態信息；

所述側桿模塊包含主動側桿、第一微控制單元和第二微控制單元；

所述主動側桿包含主動側桿手柄、桿力傳感器、主動側桿桿體、第一軸、第二軸、第一軸承和第二軸承；

所述第一軸、第二軸采用內外框的形式，第一軸為內框軸，第二軸為外框軸，第一軸能夠在第二軸的上下滑槽滑動；

所述第一軸的一端與孔輸出直角換向減速器的輸出孔通過鍵連接，所述第一軸的另一端與第一軸承承載；所述第二軸的一端與軸輸出直角換向減速器的輸出軸通過鍵連接，所述第二軸的另一端與第二軸承承載；

所述主動側桿桿體的下端與第一軸固連，上端與桿力傳感器的底部固連，桿力傳感器的頂部與主動側桿手柄固連；

所述桿力傳感器采用二維電阻應變片式桿力傳感器，分別對應第一軸上的力和第二軸上的力；

所述手柄上設有用于切換側桿模塊的工作模式的切換開關，所述工作模式包含主動模式、隨動模式、配平模式以及被動模式；

所述第一微控制單元包含第一旋轉變壓器、第一直角換向減速器、第一力矩電機、第一微控制器、第一PWM電機驅動模塊、第一手柄力調制信號電路、第一旋轉變壓器信號調制電路；

所述第一旋轉變壓器的轉子與第一力矩電機轉軸連接，定子與第一力矩電機的外殼連接，輸出端與第一旋轉變壓器信號調制電路輸入端相連，用于測量第一力矩電機輸出軸的轉角，并將其傳遞給所述第一微控制器；

所述第一直角換向減速器通過法蘭盤固定在主動側桿機箱上，輸出孔與第一軸的一端連接，輸入孔與第一力矩電機輸出軸的一端連接；

所述第一手柄力調制信號電路的輸入端與桿力傳感器電路電氣相連；

所述第一PWM電機驅動模塊輸出端與所述第一力矩電機電氣相連；

所述第一微控制器分別和第一手柄力調制信號電路的輸出端、第一PWM電機驅動模塊的輸入端、第一旋轉變壓器信號調制電路的輸出端、桿力傳感器、以及監控模塊電氣相連，用于根據獲得的桿力傳感器在第一軸上的桿力輸出信號、第一旋轉變壓器信號調制電路的轉角信號輸出PWM波到第一PWM電機驅動模塊，控制第一力矩電機的運行，同時通過自身所帶的串口功能與監控模塊進行串口通信，向監控模塊傳送側桿模塊的狀態信息；

所述第二微控制單元包含第二旋轉變壓器、第二直角換向減速器、第二力矩電機、第二微控制器、第二PWM電機驅動模塊、第二手柄力調制信號電路、第二旋轉變壓器信號調制電路；

所述第二旋轉變壓器的轉子與第二力矩電機轉軸連接，定子與第二力矩電機的外殼連接，輸出端與第二旋轉變壓器信號調制電路輸入端相連，用于測量第二力矩電機輸出軸的轉角，并將其傳遞給所述第二微控制器；

所述第二直角換向減速器通過法蘭盤固定在主動側桿機箱上，輸出軸與第二軸的一端連接，輸入孔與第二力矩電機輸出軸的一端連接；

所述第二手柄力調制信號電路的輸入端與桿力傳感器電路電氣相連；

所述第二PWM電機驅動模塊輸出端與所述第二力矩電機電氣相連；

所述第二微控制器分別和第二手柄力調制信號電路的輸出端、第二PWM電機驅動模塊的輸入端、第二旋轉變壓器信號調制電路的輸出端、桿力傳感器、以及監控模塊電氣相連，用于根據獲得的桿力傳感器在第二軸上的桿力輸出信號、第二旋轉變壓器信號調制電路的轉角信號輸出PWM波到第二PWM電機驅動模塊，控制第二力矩電機的運行，同時通過自身所帶的串口功能與監控模塊進行串口通信，向監控模塊傳送側桿模塊的狀態信息；

其特征在于，所述在中立位附近的桿力防抖動方法包含以下步驟：

步驟A.1)，飛行員設置主動側桿的中立位；

步驟A.2)，設置主動側桿中立位附近位置的死區閾值；

步驟A.3)，設置主動側桿在死區閾值處的啟動力；

步驟A.4)，進行桿力過渡

步驟4.1)，通過第一旋轉變壓器得到主動側桿第一軸的轉角；

步驟4.2)，如果主動側桿第一軸的轉角小于等于所述死區閾值；

步驟4.2.1)，將主動側桿第一軸的轉角除以所述死區閾值后乘以所述啟動力，得到主動側桿第一軸的目標桿力；

步驟4.2.2)，第一微控制器獲得的桿力傳感器在第一軸上的桿力輸出信號，得到主動側桿在第一軸上的實際桿力；

步驟4.2.3)，保持主動側桿在第一軸上的桿力方向不變，將主動側桿第一軸的目標桿力和主動側桿第一軸的實際桿力作差后輸入力矩環進行調節，進行主動側桿在第一軸上的桿力閉環控制，使得主動側桿在第一軸上的實際桿力等于主動側桿在第一軸上的目標桿力；

步驟4.3)，通過第二旋轉變壓器得到主動側桿第二軸的轉角；

步驟4.4)，如果主動側桿第二軸的轉角小于等于所述死區閾值；

步驟4.4.1)，將主動側桿第二軸的轉角除以所述死區閾值后乘以所述啟動力，得到主動側桿第二軸的目標桿力；

步驟4.4.2)，第二微控制器獲得的桿力傳感器在第二軸上的桿力輸出信號，得到主動側桿在第二軸上的實際桿力；

步驟4.4.3)，保持主動側桿在第二軸上的桿力方向不變，將主動側桿第二軸的目標桿力和主動側桿第二軸的實際桿力作差后輸入力矩環進行調節，進行主動側桿在第二軸上的桿力閉環控制，使得主動側桿在第二軸上的實際桿力等于主動側桿在第二軸上的目標桿力。