CN106406122A - 大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统 - Google Patents

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占宏伟
张新磊
逯海
麦吉
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Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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Abstract

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统。本发明的角度反馈系统大型飞行器飞行姿态模拟装置的俯仰轴系、滚转轴系、偏航轴系的伺服电机输出轴上分别设置角度编码器，直接对各轴系伺服电机的输出进行位置闭环。本发明的角度反馈系统能够有效避免框架结构变形对角度反馈信号的影响，解决了在承受负载较重、转角范围较大条件下飞行模拟装置偏航、俯仰和滚转轴的姿态反馈问题。

Description

大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统
技术领域
本发明属于测试技术领域，具体涉及一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统。
背景技术
重量大于2.5吨的大型飞行器在预研过程中，需要对飞行器的整体性能指标进行全方位的考核，但由于成本方面的考虑，往往很难进行多次试飞试验，为此业内普遍采用的方法是设计一种能够实时模拟飞行器飞行姿态的模拟装置。
如图1所示，大型飞行器飞行姿态模拟装置具有三个运动自由度：偏航、俯仰和滚转运动，其包括平台基座1、底座2、滚转传动机构3、俯仰圆弧导轨4、飞行器5、飞行器夹具6、俯仰框架7、滚转圆弧导轨8、滚转框架9、俯仰传动机构10、偏航框架11和偏航传动机构12。传统大尺寸环境下角度位置反馈系统是基于非接触式光电扫描原理，在框架上固定圆光栅尺，在基座上固定读数头，采用读数头扫描圆光栅尺上的参考点获取位置信息。由于飞行器外形尺寸大，而且重量大于2.5吨，俯仰框架7和滚转框架9是以开放式的圆弧导轨作为旋转轴系，导致整个框架不可避免的会发生变形，当框架的变形量超出了读数头的光电扫描误差范围时，读数头将无法扫描到光栅而获取角度位置。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：提出一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，解决在承受负载较重、转角范围较大的条件下飞行模拟装置偏航、俯仰和滚转轴的姿态反馈问题。
本发明的技术方案如下所述：
一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，在大型飞行器飞行姿态模拟装置的俯仰轴系、滚转轴系、偏航轴系的伺服电机输出轴上分别设置角度编码器，直接对各轴系伺服电机的输出进行位置闭环。
通过俯仰、滚转、偏航各轴系减速器的减速比和各轴系大、小直径齿轮之间的传动比，计算得到各框架转动角度。
本发明的有益效果为：
本发明的一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，能够有效避免框架结构变形对角度反馈信号的影响，可靠性高、环境适应性强，已经成功应用于两个不同型号的飞行器的飞行姿态仿真。
附图说明
图1为大型飞行器飞行姿态模拟装置结构示意图；
图2为俯仰轴系的大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统结构示意图。
图中，1-平台基座，2-底座，3-滚转传动机构，4-俯仰圆弧导轨，5-飞行器，6-飞行器夹具，7-俯仰框架，8-滚转圆弧导轨，9-滚转框架，10-俯仰传动机构，11-偏航框架，12-偏航传动机构，13-伺服电机，14-减速器，15-小直径圆柱齿轮，16-角度编码器，17-大直径圆柱齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统进行详细说明。
本发明的大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，在俯仰轴系、滚转轴系、偏航轴系的伺服电机13输出轴上分别设置角度编码器16，直接对各轴系伺服电机13的输出进行位置闭环，排除了框架变形对角度反馈的影响。
如图2所示，以俯仰轴系为例：伺服电机13安装在滚转框架9上，伺服电机13通过减速器14减速，驱动小直径圆柱齿轮15，从而带动大直径圆柱齿轮17沿俯仰圆弧导轨4作俯仰运动，角度编码器16安装在伺服电机13的输出轴上，即安装在小直径圆柱齿轮15的连接轴上。
根据减速器14的减速比和大、小直径齿轮之间的传动比，当伺服电机13转动n1圈时，传递到角度编码器16所在的小直径圆柱齿轮15连接轴转动n2圈，由于小直径圆柱齿轮15与大直径圆柱齿轮17之间的传动比是一定的，即可以得出俯仰框架7的转动角度。
由此可见，即使俯仰框架7的变形量较大，也可以避免结构变形对俯仰角度反馈信号的影响。
偏航轴系和滚转轴系采用了与俯仰轴系相同的角度反馈方案，即在伺服电机13输出轴上设置角度编码器16。

Claims (2)

1.一种大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，包括角度编码器(16)，其特征在于：在大型飞行器飞行姿态模拟装置的俯仰轴系、滚转轴系、偏航轴系的伺服电机(13)输出轴上分别设置角度编码器(16)，直接对各轴系伺服电机(13)的输出进行位置闭环。
2.根据权利要求1所述的大型飞行器飞行姿态模拟装置角度反馈系统，其特征在于：通过俯仰、滚转、偏航各轴系减速器的减速比和各轴系大、小直径齿轮之间的传动比，计算得到各框架转动角度。
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