CN111086626B - 提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于军民用飞机的舵面控制领域。提供一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，包括：首先，确定飞机飞控系统舵面控制采用机械调整零位安装方式；其次，舵面控制增益采用基本增益加补偿增益的方式实现；最后，通过将机械调整零位和舵面控制增益进行综合，明确对实现舵面驱动设备的行程余量或者行程增益指令要求，匹配相应的舵面控制增益即可实现提高飞机舵面在气动载荷下的控制精度。本发明降低舵面控制系统研制复杂度，提高了舵面控制系统精度，系统实现的研发费用较低。

Description

提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法
技术领域
本发明属于军民用飞机的舵面控制领域。
背景技术
一般飞机飞控系统舵面控制采用机械调整零位安装，舵面控制采用名义舵面角度进行设计和实现。该状态可以有效的解决舵面零位控制精度的问题，同时在其它舵面控制角度实现理论的舵面位置控制，这种方案复杂度最低，研制成本较低，但是，在飞机舵面有气动外载荷的状态下，是无法达到其舵面理论的位置，即无法实现飞机舵面气动载荷要求的控制精度。
还有一类飞机飞控系统舵面控制采用电气调零及调行程的方式实现对舵面的控制，通过相应的软件设置零位偏置调整，改变无气动载荷下舵面控制过程中的增益(调行程)，可以达到提高舵面部分控制精度的目的，但是，这种方式软件调整研制较为复杂，存在一定的增益调整安全性风险，系统方案实现的整体成本较高。
发明内容
发明目的：提供一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，有效的提高了舵面控制精度，合理的降低了系统研制复杂度，缩短迭代设计研制周期，降低研制成本。
技术方案：
一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，包括：
首先，确定飞机飞控系统舵面控制采用机械调整零位安装方式；
其次，舵面控制增益采用基本增益加补偿增益的方式实现；
最后，通过将机械调整零位和舵面控制增益进行综合，明确对实现舵面驱动设备的行程余量或者行程增益指令要求，匹配相应的舵面控制增益即可实现提高飞机舵面在气动载荷下的控制精度。
所述机械调整零位安装方式通过调整机械操纵系统在零位增益的方式实现。
机械操纵系统为舵面控制输入设备，包括：拉杆或钢索。
所述机械调整零位安装方式通过调整电传系统机械零位的方式实现。
机械操纵系统为舵面控制驱动设备，包括：作动筒或者作动器活塞杆长度。
机械调整余量设置4％名义操纵行程。
步骤2具体为：
通过依据名义舵面角度确定设计基本增益，通过分析舵面驱动设备安装精度、制造精度以及控制精度确定设计补偿增益，确保舵面其它角度控制精度。
补偿增益余量设置5％名义操纵行程。
有益效果：
1降低舵面控制系统研制复杂度；
2提高了舵面控制系统精度；
3系统实现的研发费用较低。
具体实施方式
本发明主要技术方案如下：
首先，确定飞机飞控系统舵面控制采用机械调整零位安装方式，可以通过调整机械操纵系统在零位增益(比如调节拉杆或钢索等舵面控制输入设备)或者调整电传系统机械零位(比如作动筒或者作动器活塞杆长度等舵面控制驱动设备)，一般机械调整余量设置4％名义操纵行程即可实现舵面调整确保舵面零位控制的精度；
其次，舵面控制增益采用基本增益加补偿增益的方式实现，通过依据名义舵面角度确定设计基本增益，通过分析舵面驱动设备安装精度、制造精度以及控制精度等因素确定设计补偿增益(一般补偿增益余量设置5％名义操纵行程即可)，确保舵面其它角度控制精度；
最后，通过将机械调整零位和舵面控制增益进行综合，明确对实现舵面驱动设备的行程余量或者行程增益指令要求，匹配相应的舵面控制增益即可实现提高飞机舵面在气动载荷下的控制精度。
最佳实施例：
在某型飞机上，飞控系统舵面控制设计分析就采用此方案，与类似飞机此类舵面控制进行对比，舵面在有载荷状态下控制精度较高，整体系统控制简单明确，相对实现成本较低。
某型飞机上，要求舵面名义最大控制角度±25°，在气动载荷下舵面各个角度的的控制精度±1°。
根据上述要求，飞控系统结合安装空间以及设备实现等因素完成驱动舵面的作动器初步设计，采用机械调整零位的方式，设计了机械调整作动器活塞杆零位行程±1°，经过计算分析实际制造、安装以及控制的误差在±0.9°之内，因而设计的零位行程调整余量是可以补偿舵面控制零位误差，提高飞控系统舵面的零位控制精度。
根据上述要求，飞控系统根据名义最大控制角度可以设计基本增益实现±25°控制，设计补偿增益实现+1.25°，即飞控系统舵面控制增益设计分析实现最大控制舵面角度±26.25°，经过计算分析实际舵面在名义最大角度有载荷状态下的间隙、控制以及变形等因素的误差在-1.2°，因而通过设计分析的飞控系统舵面控制增益可以实现在在气动载荷下的最大控制角度，有效的补偿了飞控系统舵面在最大角度的控制精度。
最后，综合上述状态对驱动舵面的作动器提出了作动器机械调零范围±1°和控制行程范围至少±26.25°的要求，对作动器的控制器提出要实现舵面最大角度±26.25°的控制增益要求。通过实际的检查对比分析结果，飞控系统舵面在气动载荷下各个角度的控制精度达到了±0.4°，满足在气动载荷下舵面各个角度的控制精度±1°的要求。

Claims (5)

1.一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，其特征在于，包括：
首先，确定飞机飞控系统舵面控制采用机械调整零位安装方式；所述机械调整零位安装方式通过调整机械操纵系统在零位增益的方式实现，或者，通过调整电传系统机械零位的方式实现；
其次，舵面控制增益采用基本增益加补偿增益的方式实现；基本增益由名义舵面角度得到，补偿增益由舵面驱动设备安装精度、制造精度以及控制精度得到；
最后，通过将机械调整零位和舵面控制增益进行综合，明确对实现舵面驱动设备的行程余量或者行程增益指令要求，匹配相应的舵面控制增益即可实现提高飞机舵面在气动载荷下的控制精度。
2.如权利要求1所述的一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，其特征在于，
机械操纵系统为舵面控制输入设备，包括：拉杆或钢索。
3.如权利要求1所述的一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，其特征在于，
机械操纵系统为舵面控制驱动设备，包括：作动筒或者作动器活塞杆长度。
4.如权利要求1所述的一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，其特征在于，
机械调整余量设置4％名义操纵行程。
5.如权利要求1所述的一种提高飞机飞控系统舵面控制精度的方法，其特征在于，补偿增益余量设置5％名义操纵行程。
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