CN106886173A - 一种襟翼位置信号模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机航空电子系统设计领域，具体涉及一种襟翼位置信号模拟系统，包括信号处理模块、襟翼位置传感器、电源模块、电机；所述信号处理模块包括断连器、FPGA、AD/DA模块、429电平转换模块、离散I/O模块、422电平转换模块、测试接口、工控机接口；所述襟翼位置传感器与断连器连接；所述电机与FPGA连接；所述电机的转轴与所述襟翼位置传感器的主轴固定连接；所述电源模块为本系统供电。本发明通过直接使用实物角度传感器，由相应的电机分别带动传感器主轴转到实际角度来实现襟翼位置信号的模拟，避开了厂方无法提供传感器数学模型的问题，设计合理，连接简单，操作方便，提高了工作效率。

Description

一种襟翼位置信号模拟系统
技术领域
本发明属于飞机航空电子系统设计领域，具体涉及一种襟翼位置信号模拟系统。
背景技术
襟翼控制计算机试验台用于襟翼控制计算机的功能测试，在功能测试中需要模拟襟翼位置信号，由于在实际襟翼中，襟翼位置信号是由2个角度传感器根据传感器主轴的机械位置反馈的电信号，但是现有技术的实现均需要传感器厂家提供正确的数学模型，在无法提供数学模型的情况下无法实现，因此不能使用传统方案中使用AD/DA算法生成信号以及搭建与之反馈相同的模拟电路的方法直接去模拟电信号。
另外，在厂方无法提供传感器数学模型的情况下，使用其他测量方法需要反向测出传感器的数学模型，该方法存在技术难度大的问题，在仅生产少量设备的情况下不划算，而即使在厂方提供正确的数学模型的情况下，任何一种传统方法均可以解决，但是等待厂方提供传感器的数学模型会影响项目进度，存在无法如期交付的情况。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种襟翼位置信号模拟系统，避开了厂方无法提供传感器数学模型的问题，直接使用实物角度传感器，由步进电机带动角度传感器主轴转到实际角度来实现襟翼位置信号的模拟。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种襟翼位置信号模拟系统，包括信号处理模块、襟翼位置传感器、电源模块、电机；所述信号处理模块包括断连器、FPGA、AD/DA模块、429电平转换模块、离散I/O模块、422电平转换模块、测试接口、工控机接口；其中，所述测试接口、襟翼位置传感器均与断连器连接；所述AD/DA模块、429电平转换模块、离散I/O模块均一端连接断连器，另一端连接FPGA；所述电机、422电平转换模块均与FPGA连接；所述断连器、422电平转换模块均与工控机接口连接；所述电机的转轴与所述襟翼位置传感器的主轴固定连接；所述电源模块分别与所述信号处理模块、所述襟翼位置传感器、所述电机电联接。
上述一种襟翼位置信号模拟系统，所述电机包括两个规格相同的步进电机；所述襟翼位置传感器包括两个规格相同的角度传感器，且分别对应连接所述电机中的两个步进电机。
上述一种襟翼位置信号模拟系统，AD/DA模块中AD采集通过电阻分压后使用2片AD7608实现，DA输出信号使用1片DAC8728实现。
上述一种襟翼位置信号模拟系统，429电平转换模块中发送使用2片HI8585做电平转换，接收使用1片HI8448做电平转换。
上述一种襟翼位置信号模拟系统，离散I/O模块中离散输出信号通过MOS管控制继电器实现输出离散量，输入离散量检测通过电阻分压后采样实现。
本发明的有益效果：本发明通过直接使用实物角度传感器，由相应的步进电机分别带动角度传感器主轴转到实际角度来实现襟翼位置信号的模拟，避开了厂方无法提供传感器数学模型的问题，设计合理，连接简单，操作方便，提高了工作效率。
附图说明
下面通过附图并结合实施例具体描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制。
图1是本发明一种襟翼位置信号模拟系统的电路连接框图；
附图标记说明：1、信号处理模块；2、襟翼位置传感器；3、电源模块；4、电机；5、断连器；6、FPGA；7、AD/DA模块；8、429电平转换模块；9、离散I/O模块；10、422电平转换模块；11、测试接口；12、工控机接口。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本发明保护范围。
如图1所示，一种襟翼位置信号模拟系统，包括信号处理模块1、襟翼位置传感器2、电源模块3、电机4；所述信号处理模块1包括断连器5、FPGA 6、AD/DA模块7、429电平转换模块8、离散I/O模块9、422电平转换模块10、测试接口11、工控机接口12；其中，所述测试接口11、襟翼位置传感器2均与断连器5连接；所述AD/DA模块7、429电平转换模块8、离散I/O模块9均一端连接断连器5，另一端连接FPGA 6；所述电机4、422电平转换模块10均与FPGA 6连接；所述断连器5、422电平转换模块10均与工控机接口12连接；所述电机4的转轴与所述襟翼位置传感器2的主轴固定连接；所述电源模块3分别与所述信号处理模块1、所述襟翼位置传感器2、所述电机4电联接。
进一步地，所述电机4包括两个规格相同的步进电机；所述襟翼位置传感器2包括两个规格相同的角度传感器，且分别对应连接所述电机4中的两个步进电机。
进一步地，所述AD/DA模块7中AD采集通过电阻分压后使用2片AD7608实现，DA输出信号使用1片DAC8728实现；所述429电平转换模块8中发送使用2片HI8585做电平转换，接收使用1片HI8448做电平转换；所述离散I/O模块9中离散输出信号通过MOS管控制继电器实现输出离散量，输入离散量检测通过电阻分压后采样实现；所述422电平转换模块10使用MAX3096和MAX3030做电平转换实现。
在该系统中，信号处理模块的核心为FPGA 6，完成整板信号调理转换，控制以及与工控机通信协议的解析；FPGA 6选用EP4CE10F17C8。
(1)功能实现
DA输出信号使用1片DAC8728实现，支持8路+-15V DA输出；
AD采集通过电阻分压后使用2片AD7608实现，2片支持16路精密AD采样；
ARINC429接收使用1片HI8448做电平转换，FPGA 6实现接收协议；
ARINC429发送使用2片HI8585做电平转换，FPGA 6实现发送协议；
离散输出信号通过MOS管控制继电器实现输出离散量；
输入离散量检测通过电阻分压后采样实现；
被测设备的RS422接口直接连接工控机，断连器板与工控机通信的RS422接口采样FPGA做协议，MAX3096和MAX3030做电平转换实现。
(2)电源设计
断连器5电源需要28V，5V，3.3V，+-15V
28V直接使用外部28V输入；
5V通过LMZ14203将28V电源降压到5V；
3.3V通过TPS75833将5V电源转换到3.3V；
+-15V通过KA-5D15模电电源将5V转换到+-15V。
(3)时钟电路设计
选用1片50M有源晶振，所有逻辑均使用同一时钟源。
(4)复位设计
FPGA 6上电自复位。
(5)加载设计
FPGA 6外置EPCS16被动串行加载芯片。
电源模块3为襟翼位置传感器2和电机4进行供电，电机4进行工作，其转轴转动时带动襟翼位置传感器2进行转动，以此来模拟飞机的襟翼转动，在这个过程中，襟翼位置传感器2将自身的位置信号转换为电信号实时传输到信号处理模块1中，同时信号处理模块1控制电机4的转动，获得各项数据，进行相关的功能测试。
以上所述为本发明的优选应用范例，并非对本发明的限制，凡是根据本发明技术要点做出的简单修改、结构更改变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种襟翼位置信号模拟系统，其特征在于：包括信号处理模块（1）、襟翼位置传感器（2）、电机（4）；所述信号处理模块（1）包括断连器（5）、FPGA（6）、AD/DA模块（7）、429电平转换模块（8）、离散I/O模块（9）、422电平转换模块（10）、测试接口（11）、工控机接口（12）；其中，所述测试接口（11）、襟翼位置传感器（2）均与断连器（5）连接；所述AD/DA模块（7）、429电平转换模块（8）、离散I/O模块（9）均一端连接断连器（5），另一端连接FPGA（6）；所述电机（4）、422电平转换模块（10）均与FPGA（6）连接；所述断连器（5）、422电平转换模块（10）均与工控机接口（12）连接；所述电机（4）的转轴与所述襟翼位置传感器（2）的主轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种襟翼位置信号模拟系统，其特征在于：所述电机（4）包括两个规格相同的步进电机；所述襟翼位置传感器（2）包括两个规格相同的角度传感器，且分别对应连接所述电机（4）中的两个步进电机。
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