CN106530942B - 一种飞行模拟器操纵机构零位自动校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于模拟器操纵系统设计领域，涉及对机械式操纵机构弹性形变以及传感器零漂引起的采集误差而进行的校正方法的改进，也可用于新模拟器的设计。它由驾驶盘或驾驶杆、方向舵和脚刹，弹簧连接机构，角位移传感器和采集处理软件组成，针对处理操纵机构在使用一段时间后，由于弹簧发生弹性形变或传感器零漂，引起的采集数据不准确问题。本发明在弹簧发生弹性形变或传感器零漂时，对操纵机构进行自动零位校正，能消除弹簧形变以及传感器零漂引起的采集误差，提高系统健壮性。

Description

一种飞行模拟器操纵机构零位自动校正方法
技术领域
本发明属于模拟器操纵机构部件，涉及对弹簧结构操纵机构弹性形变以及传感器零漂引起的采集误差而进行的校正方法的改进。
技术背景
模拟器在使用机械式操纵机构部件时，操纵机构在使用一段时间后，由于重力作用，模拟器自身操纵特征等因素影响致使弹簧机构发生形变，或传感器标记零位发生改变，引起采集数据不准确问题。
传统采用的手动校正方法，往往需要维护人员根据经验判断采集数据发生明显偏差时，才被动请求模拟器开发技术人员进行数据重新采集、参数重新配置，重新达到可使用状态。该方法维护周期长，维护难度大，维护成本高。
发明内容
本发明的目的是：提出一种机械式模拟器操纵机构零位自动校正方法，提高模拟器操纵系统的可维护性，缩短维护时间，降低维护难度和成本。
本发明的技术方案是：一种飞行模拟器操纵机构零位自动校正方法，基于由驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车，弹簧连接机构，角位移传感器，采集处理软件组成的模拟器操纵系统，其特征在于，由于重力作用，模拟器自身操纵特征导致弹簧机构发生形变，传感器标记零位发生改变，通过采集处理软件重新拟合采集数据与目标数据映射函数，完成零位自动校正，具体操作步骤如下：
(1)测量并存储操纵机构绕固定点旋转角度(仅在初始安装时采集)；在驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车操纵机构和对应角位移传感器在模拟器座舱安装完成后，通过采集处理软件采集各个操纵机构量程，并将采集结果保存至采集处理软件系统配置文件中；
(2)确定角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值映射关系；角位移传感器采集电压值随着角度的变化线性变化(操纵机构输出值为角度，取值范围在采集处理软件系统配置文件中定义)，可将角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值进行线性拟合。根据两组(脚刹包括初始状态值和极大值)或三组极值(驾驶盘或驾驶杆，方向舵包括中立状态、极大值和极小值)，解析出线性拟合函数中的线性系数k和偏移量b，得到映射函数关系；
(3)采集电压值与目标值转换；根据角位移传感器电压值，带入步骤(2)拟合出的函数原型中，转换出操纵机构输出数据；
(4)操纵机构弹性形变或角位移传感器零漂自动校正；当操纵机构中立状态采集电压值与配置值差值大于阈值时，继续执行操纵机构置于中立状态，采集角位移传感器电压值，与步骤(1)中存储的量程数据重新组合，通过步骤(2)方法完成新的映射关系，继续进行步骤(3)操作，完成系统自动校正并达到可用状态，否则，不进行校正操作。
本发明的优点是：能针对机械式模拟器操纵机构使用过程中出现的零位漂移问题，通过在系统维护界面增设零位校正按钮实现操纵系统自动零位校正，降低了维护难度和维护成本，并提高了模拟器可用性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。一种模拟器操纵机构零位自动校正方法，基于由驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车，弹簧连接机构，角位移传感器，采集处理软件组成的模拟器操纵系统，其特征在于，由于重力作用，模拟器自身操纵特征导致弹簧机构发生形变，传感器标记零位发生改变，通过采集处理软件重新拟合采集数据与目标数据映射函数，完成零位自动校正，具体操作步骤如下：
(1)测量并存储操纵机构绕固定点旋转角度(仅在初始安装时采集)；在驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车操纵机构和对应角位移传感器在模拟器座舱安装完成后，通过采集处理软件采集各个操纵机构量程，并将采集结果保存至采集处理软件系统配置文件中；
(2)确定角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值映射关系；角位移传感器采集电压值随着角度的变化线性变化(操纵机构输出值为角度，取值范围在采集处理软件系统配置文件中定义)，可将角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值进行线性拟合。根据两组(脚刹包括初始状态值和极大值)或三组极值(驾驶盘或驾驶杆，方向舵包括中立状态、极大值和极小值)，解析出线性拟合函数中的线性系数k和偏移量b，得到映射函数关系；
(3)采集电压值与目标值转换；根据角位移传感器电压值，带入步骤(2)拟合出的函数原型中，转换出操纵机构输出数据；
(4)操纵机构弹性形变或角位移传感器零漂自动校正；当操纵机构中立状态采集电压值与配置值差值大于阈值时，继续执行操纵机构置于中立状态，采集角位移传感器电压值，与步骤(1)中存储的量程数据重新组合，通过步骤(2)方法完成新的映射关系，继续进行步骤(3)操作，完成系统自动校正并达到可用状态，否则，不进行校正操作。
实施例，针对某型飞机训练模拟器操纵系统，原系统不能满足维护性要求。解决的步骤如下：
(1)测量并存储操纵机构绕固定点旋转角度(仅在初始安装时采集)；在驾驶盘和对应角位移传感器在模拟器座舱安装完成后，通过采集处理软件采集操纵机构量程为0.00012V～2.44022V，2.44022V～4.8772V，并将采集结果保存至采集处理软件系统配置文件中；
(2)确定驾驶盘角位移传感器采集电压值与驾驶盘输出值映射关系；角位移传感器采集电压值随着角度的变化线性变化(驾驶盘输出值-30度～30度，取值范围在采集处理软件系统配置文件中定义)，可将角位移传感器采集电压值与驾驶盘输出值进行线性拟合。根据三组极值(驾驶盘中立状态(0,2.44022)、极大值(30，4.8772)和极小值(-30,0.00012))，解析出线性拟合函数1中的线性系数k1＝12.2957和偏移量b1＝-30.0015，解析出线性拟合函数2中的线性系数k2＝12.3092和偏移量b2＝-29.5421，得到两组驾驶盘映射函数关系；
(3)采集电压值与目标值转换；根据角位移传感器电压值，带入步骤(2)拟合出的函数原型中，转换出驾驶盘输出数据；
(4)驾驶盘弹性形变或角位移传感器零漂自动校正；当驾驶盘中立状态采集电压值2.42022与配置值2.44022差值大于0.01，继续执行驾驶盘置于中立状态，采集角位移传感器电压值，与步骤(1)中存储的量程数据重新组合(0,2.42022)、(30，4.8772)、(-30,0.00012)，通过步骤(2)方法得到新的映射关系，完成系统自动校正。

Claims (1)

1.一种飞行模拟器操纵机构零位自动校正方法，基于由驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车，弹簧连接机构，角位移传感器，采集处理软件组成的模拟器操纵系统，其特征在于，由于重力作用，模拟器自身操纵特征导致弹簧机构发生形变，传感器标记零位发生改变，通过采集处理软件重新拟合采集数据与目标数据映射函数，完成零位自动校正，具体操作步骤如下：
(1)测量并存储操纵机构绕固定点旋转角度，仅在初始安装时采集；在驾驶盘或驾驶杆、方向舵、刹车操纵机构和对应角位移传感器在模拟器座舱安装完成后，通过采集处理软件采集各个操纵机构量程，并将采集结果保存至采集处理软件系统配置文件中；
(2)确定角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值映射关系；角位移传感器采集电压值随着角度的变化线性变化，操纵机构输出值为角度，取值范围在采集处理软件系统配置文件中定义，将角位移传感器采集电压值与操纵机构输出值进行线性拟合；根据两组或三组极值，脚刹包括中立状态和极大值，驾驶盘或驾驶杆、方向舵包括中立状态、极大值和极小值，解析出线性拟合函数中的线性系数k和偏移量b，得到映射函数关系；
(3)采集电压值与目标值转换；根据角位移传感器电压值，带入步骤(2)拟合出的函数原型中，转换出操纵机构输出数据；
(4)操纵机构弹性形变或角位移传感器零漂自动校正；当操纵机构中立状态采集电压值与配置值差值大于阈值时，继续执行操纵机构置于中立状态，采集角位移传感器电压值，与步骤(1)中存储的量程数据重新组合，通过步骤(2)方法完成新的映射关系，继续进行步骤(3)操作，完成系统自动校正并达到可用状态，否则，不进行校正操作。
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