[發明專利]一種作動器動態特性測試裝置及方法

有效

• 申請號: 202011610038.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112965455B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 高怡寧;蒲利東;嚴澤洲
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;B64F5/60;G01M13/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 秦媛媛

1.一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，采用一種作動器動態特性測試裝置實現，所述測試裝置用于測試舵機作動器，所述測試裝置包括：信號發生器、舵機控制器、信號轉接盒、信號記錄儀、位移傳感器；

其中，信號發生器的信號輸出端與舵機控制器的信號輸入端連接，舵機控制器的信號輸出端與信號轉接盒的信號輸入端雙向連接，舵機控制器的控制輸出端與舵機作動器的控制輸入端連接，舵機作動器的位移信號輸出端與位移傳感器的位移檢測端連接，位移傳感器的位移信號輸出端與信號轉接盒的位移信號輸入端連接，信號轉接盒的信號輸出端與信號記錄儀的信號輸入端連接，舵機作動器的作動端與舵面的控制端連接；

所述測試方法包括：

S1，通過信號發生器產生定頻正弦掃頻信號，通過信號轉接盒轉換成舵控指令輸入信號并發送給舵機控制器，舵機控制器驅動舵機作動器帶動舵面偏轉；

S2，獲取舵機作動器的位移傳感器的輸出信號，將舵控指令輸入信號及作動器位移輸出信號通過信號轉接盒轉換后輸出到信號記錄儀，并記錄該定頻正弦掃頻信號輸入下的舵面指令輸入及對應的舵機位移輸出信號，分別記為in(t)及out(t)；記錄時間至少包括兩個完整波形；

S3，經拉氏變換將in(t)及out(t)從時域變化到拉氏域，記為IN(ω(k))和OUT(ω(k))；

S4，獲取多個測試頻率以及每個測試頻率對應的離散數據，從而得到多個測試頻率對應的離散形式的傳遞函數G(w(k))＝OUT(w(k))/IN(w(k))；

S5，根據所述離散形式的傳遞函數擬合出三階傳遞函數，所述三階傳遞函數作為作動器動態特性。

2.根據權利要求1所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，

所述信號發生器，用于產生兩種類型的正弦掃頻信號，第一種信號是連續變頻正弦掃頻信號，第二種信號是頻率可調的定頻正弦掃頻信號，所述第二種信號的頻率間隔不超過1Hz；

第一種信號用于測試作動器動態特性測試裝置是否正常，第二種信號用于獲取作動器的動態特性。

3.根據權利要求2所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，

兩種類型信號掃頻的頻率范圍包含飛機主要模態的模態頻率及舵面旋轉頻率，舵面旋轉頻率通過飛機固有模態特性分析或者地面共振試驗獲取。

4.根據權利要求1所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，在S4之后且在S5之前，所述方法還包括：

計算多個測試頻率對應的離散數據的幅值和相位，繪制得到幅頻曲線和相頻曲線。

5.根據權利要求4所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，

若擬合出的三階傳遞函數在主要模態頻率的幅值和相位分別與所述幅頻曲線或者相頻曲線在對應頻率處的幅值和相位的誤差大于設定值，則重新擬合三階傳遞函數的系數。

6.根據權利要求1所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，在S1之前，所述方法還包括：對所述作動器動態特性測試裝置進行測試。

7.根據權利要求6所述的一種作動器動態特性測試方法，其特征在于，所述測試方法具體為：

通過信號發生器向舵機控制器施加連續變頻正弦掃頻，通過信號轉接盒轉換成舵控指令輸入信號，驅動舵機作動器帶動舵面偏轉，測試舵面作動器是否能在所有頻率正常運動；

獲取作動器位移傳感器輸出信號，將舵控指令輸入及作動器位移輸出信號通過信號轉接盒轉換后輸出到信號記錄儀，觀察舵控指令輸入及作動器位移輸出是否有異常。