CN105488255B - 一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法及系统，属于飞机试验数据处理领域。首先通过人工操纵或驱动设备对铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号，获取若干时间点上的输入信号值，同时获取该时间点上的所述传感器输出的高端到中抽端的电压与中抽端到低端的电压之和V1、杆/脚蹬位移传感器交流输出电压V2、计算机解调增益后电压V3以及A/D采样后电压物理量V4；通过最小二乘法分别构建输入信号值与四个电压值之间的关系线段，并获取所述四条斜率；最后对所述任一条关系线段，画出所述传感器的误差精度带。从而更加直观的看到传感器静态特性是否符合要求，其次得到的传动比数据较为准确，数据处理的时间也大大缩短，加快了试验的进程。

Description

一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法及系统
技术领域
本发明属于飞机试验数据处理领域，具体涉及一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法。
背景技术
飞行控制系统是飞机安全关键系统。电传飞行控制系统接受驾驶员的操纵或自动飞行控制系统的指令，实现对飞机的三轴运动的控制，保证飞行品质满足使用要求。在铁鸟台上进行电传控制系统地面综合验证试验，目的是在真实的硬件在实时仿真测试环境中充分验证系统的功能和性能，软件、硬件的可靠性。
电传飞行控制系统铁鸟台架试验的目的是在真实的综合环境中，充分验证系统的功能、性能及软、硬件的可靠性。现有技术中，电传铁鸟试验中分别将传感器输出电压、综合检测口输出电压和DFTI采集电压与传感器输入进行比较，获得多个传动比。为此，需要分别进行计算以得到传感器的传动比。在实际试验过程中，由于计算相对烦琐，影响试验进展速度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法及系统，通过matlab程序编写拟合出传感器输出电压、综合检测口输出电压和DFTI采集电压与传感器输入的比值，并将斜率计算出并显示在传动比拟合图线中，使后续后续结果的比较更加直观。
本发明第一方面提供了一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法，用于对传感器数据进行处理，包括：
S1、通过人工操纵或驱动设备对铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号，其中，所述传感器用于获取所述激励器数据；
S2、获取若干时间点上的所述输入信号值，同时获取所述若干时间点上的所述传感器输出的高端到中抽端的电压与中抽端到低端的电压之和V1、杆/脚蹬位移传感器交流输出电压V2、计算机解调增益后电压V3以及A/D采样后电压物理量V4；
S3、以输入信号值为X轴，以电压为Y轴，建立坐标系，将上述若干时间点上的输入信号与电压值以离散量的形式标注于所述坐标系内；
S4、通过最小二乘法分别构建输入信号值-V1、输入信号值-V2、输入信号值-V3以及输入信号值-V4的四条线段，并获取四条斜率；
S5、对所述任一条线段，画出所述传感器的误差精度带，所述误差精度带是指对所述线段内的任一输入信号值，其对应的电压值在增加或减少误差后形成的两条平行线之间的条状区域；
S6、继续获取某一时间点的输入信号值，并获取电压值，若得到的数值都落在精度带内，表示符合要求，否则，需要重新进行电传铁鸟试验。
优选的是，所述传感器包括纵向杆位移传感器、横向杆位移传感器、脚蹬位移传感器、法向加速度传感器、侧向加速度传感器、滚转角速度传感器、偏航角速度传感器、俯仰角速度传感器、迎角传感器、侧滑角传感器以及大气数据传感器。
在上述方案中优选的是，在所述步骤S4中，通过polyfit函数用最小二乘法曲线拟合出一条线段。
本发明另一方面提供了一种电传铁鸟试验传感器数据处理系统，包括：
主控台仿真设备，用于向铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号；
数据实时采集设备，设置在多功能试验器上，用于采集输入信号值及电压值，其中，所述多功能试验器通过传感器与所述主控台仿真设备电联。
优选的是，所述传感器包括纵向杆位移传感器、横向杆位移传感器、脚蹬位移传感器、法向加速度传感器、侧向加速度传感器、滚转角速度传感器、偏航角速度传感器、俯仰角速度传感器、迎角传感器、侧滑角传感器以及大气数据传感器。
在上述方案中优选的是，所述数据实时采集设备还包括一个处理单元，用于根据采集的数据生成输入信号与电压之间的关系示意图，并结合误差生成误差精度带。
在上述方案中优选的是，所述数据实时采集设备还连接打印机。
本发明从传感器-试验器-电传控制计算机通路中多个测试位置测量数据并记录，再利用matlab程序编写读出电传铁鸟/机上试验中传感器静态传动比的拟合曲线斜率，通过程序编写计算并标示四个通道的静态传动比，与预期值进行比较，比较直观的看到各传动器的静态特性是否符合要求。
附图说明
图1为本发明电传铁鸟试验传感器数据处理系统的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明第一方面提供了一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法，用于对传感器数据进行处理，包括：
S1、通过人工操纵或驱动设备对铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号，其中，所述传感器用于获取所述激励器数据；
S2、获取若干时间点上的所述输入信号值，同时获取所述若干时间点上的所述传感器输出的高端到中抽端的电压与中抽端到低端的电压之和V1、杆/脚蹬位移传感器交流输出电压V2、计算机解调增益后电压V3以及A/D采样后电压物理量V4；
S3、以输入信号值为X轴，以电压为Y轴，建立坐标系，将上述若干时间点上的输入信号与电压值以离散量的形式标注于所述坐标系内；
S4、通过最小二乘法分别构建输入信号值-V1、输入信号值-V2、输入信号值-V3以及输入信号值-V4的四条线段，并获取四条斜率；
S5、对所述任一条线段，画出所述传感器的误差精度带，所述误差精度带是指对所述线段内的任一输入信号值，其对应的电压值在增加或减少误差后形成的两条平行先之间的条状区域；
S6、继续获取某一时间点的输入信号值，并获取电压值，若得到的数值都落在精度带内，表示符合要求，否则，需要重新进行电传铁鸟试验。
本实施例中，传感器数据处理方法针对传感器数据，用于检查各传感器的静态、动态特性是否符合设计要求。测试各传感器到电传控制计算机输入的静态传动比和频率特性。被测试的传感器包括：纵向杆位移传感器(Dz)、横向杆位移传感器(Dx)和脚蹬位移传感器(Dy)，法向加速度传感器(ny)、侧向加速度传感器(nz)、滚转角速度传感器(ωx)、偏航角速度传感器(ωy)、俯仰角速度传感器(ωz)、迎角传感器(α)、侧滑角传感器(β)、大气数据传感器。
实施例1、以横向杆位移为例，测试的内容包括静态传动比、和值监控。传动比测试通过人工操纵给定驾驶杆不同的输入幅值，测试驾驶仪杆位移-角位移传感器-电传控制计算机输入端的传动比。同时，从试验器上测量各传感器输出的H端(高端)到CT端(中抽端)与CT端到L端(低端)的电压，并计算其和值。测试位置包括：杆/脚蹬位移传感器交流输出电压、计算机解调增益后电压(AFTI)和A/D采样后电压量、物理量(DFTI)、杆/脚蹬传感器输出的H端(高端)到CT端(中抽端)与CT端到L端(低端)的电压。记录杆/脚蹬位移传感器交流输出电压4V、传感器输出的H端(高端)到CT端(中抽端)的电压4V与CT端到L端(低端)的电压4V、计算机解调增益后电压(综合检测口)10V和DFTI计算机进行A/D采样后电压量、物理量(DFTI)10V。
实施例2、再以角速率传感器为例，驱动转台分别产生斜坡信号和连续变化的台阶信号，测试俯仰角速率传感器、横滚角速率传感器、偏航角速率传感器到电传控制计算机输入的静态传动比特性。具体方法是，在转台稳定时，给角速率传感器激励器输入阶梯状的不同幅值的驱动信号5°/S，接口系统计算机从电传试验器上采集角速率传感器的电压值并记录10V，同时记录电传DFTI上角速率传感器的物理量值5°/S和综合检测口上的角速率传感器的电压量5V，计算角速率传感器到电传控制计算机输入的静态传动比。接口系统计算机从电传试验器上采集角速率传感器的“马达检测信号正常”信号的值并记录，在由此得到的试验数据先将传感器的交流输出部分数值取反，使数值与输入符号有对应。这样相当于得到了若干离散点上的数据集，从而，构造一个曲线使在原离散点上尽可能接近给定的点。利用polyfit函数以输入的给定角度为X轴，Dx传感器输出的交流电压为Y轴，用最小二乘法曲线拟合出一条曲线。这条曲线的斜率是杆位移传感器的传动比。在图中画出传感器的误差精度带，得到的数值都落在精度带内，表示符合要求。
本发明另一方面提供了一种电传铁鸟试验传感器数据处理系统，如图1所示，主要包括：
主控台仿真设备，用于向铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号；
数据实时采集设备，设置在多功能试验器上，用于采集输入信号值及电压值，其中，所述多功能试验器通过传感器与所述主控台仿真设备电联。
可以理解的是，所述传感器包括纵向杆位移传感器、横向杆位移传感器、脚蹬位移传感器、法向加速度传感器、侧向加速度传感器、滚转角速度传感器、偏航角速度传感器、俯仰角速度传感器、迎角传感器、侧滑角传感器以及大气数据传感器。
需要说明的是，所述数据实时采集设备还包括一个处理单元，用于根据采集的数据生成输入信号与电压之间的关系示意图，并结合误差生成误差精度带。
本实施例中，所述数据实时采集设备还连接打印机，用于对做出的图形图像进行打印。
本实施例中提及的首先是较为直观的看到传感器静态特性是否符合要求，其次得到的传动比数据较为准确。数据处理的时间也大大缩短，加快了试验的进程。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种电传铁鸟试验传感器数据处理方法，用于对传感器数据进行处理，其特征在于，包括：
S1、通过人工操纵或驱动设备对铁鸟试验传感器的激励器产生输入信号，其中，所述传感器用于获取所述激励器数据；
S2、获取若干时间点上的所述输入信号值，同时获取所述若干时间点上的所述传感器输出的高端到中抽端的电压与中抽端到低端的电压之和V1、杆/脚蹬位移传感器交流输出电压V2、计算机解调增益后电压V3以及A/D采样后电压物理量V4；
S3、以输入信号值为X轴，以电压为Y轴，建立坐标系，将上述若干时间点上的输入信号与电压值以离散量的形式标注于所述坐标系内；
S4、通过最小二乘法分别构建输入信号值-V1、输入信号值-V2、输入信号值-V3以及输入信号值-V4的四条线段，并获取四条斜率；
S5、对所述任一条线段，画出所述传感器的误差精度带，所述误差精度带是指对所述线段内的任一输入信号值，其对应的电压值在增加以及减少误差后形成的两条平行线之间的条状区域；
S6、继续获取某一时间点的输入信号值，并获取电压值，若得到的数值都落在精度带内，表示符合要求，否则，需要重新进行电传铁鸟试验。
2.如权利要求1所述的电传铁鸟试验传感器数据处理方法，其特征在于：所述传感器包括纵向杆位移传感器、横向杆位移传感器、脚蹬位移传感器、法向加速度传感器、侧向加速度传感器、滚转角速度传感器、偏航角速度传感器、俯仰角速度传感器、迎角传感器、侧滑角传感器以及大气数据传感器。
3.如权利要求1所述的电传铁鸟试验传感器数据处理方法，其特征在于：在所述步骤S4中，通过polyfit函数用最小二乘法曲线拟合出一条线段。
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