CN114280940A

CN114280940A - 一种对moog协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法

Info

Publication number: CN114280940A
Application number: CN202111621482.9A
Authority: CN
Inventors: 蒿思哲; 何昕檬; 金安; 何鹏; 杨剑锋; 陈小刚; 李欣
Original assignee: AVIC First Aircraft Institute
Current assignee: AVIC First Aircraft Institute
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-04-05

Abstract

本申请属于MOOG协调加载控制系统领域看，为一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，通过利用各测量元件的最大或最小理论值F与对应测量元件进行对于，能够准确地找到各加载点理论值所处的范围，对于小于理论载荷值要求的加载点，通过利用力传感器检定记录计算出准确的灵敏度系数，进行试验时，能够根据计算得出的灵敏度系数获得更加准确的试验加载精度，从而实现对对MOOG协调加载控制系统的有效优化和控制，方法简单、计算精确。

Description

一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法

技术领域

本申请属于MOOG协调加载控制系统领域，特别涉及一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法。

背景技术

MOOG协调加载控制系统广泛应用于航空、航天等领域，其主要作用是：实现对被试件各加载点加载油缸的实时闭环控制。该系统对各加载点所用测量元件(如力传感器、位移传感器等)的输出值进行反馈放大及线性优化是必不可少的组成部分，也是该系统重要的功能模块。通过对测量元件输出值进行反馈放大和线性优化，实现对各加载点的实时闭环控制，同时确保各加载点的加载精度。

这种使用方法有个必要的前提：各加载点施加的理论载荷值必须在测量元件满量程的30％至80％之间。在飞机结构强度试验实施过程中，由于试验室条件限制、实施作业环境限制以及安全考虑，会出现部分加载点测量元件的选用不能满足要求，采用MOOG协调加载控制系统原有计算反馈放大倍数和线性优化方法，会大大影响加载点的加载精度，多点协调加载时会影响系统的协调性，增加试验周期。

基于以上问题，如何对MOOG协调加载控制系统进行更有效地优化和控制是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，以解决现有技术中部分加载点测量元件的选用不能满足要求的问题。

本申请的技术方案是：一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，包括，获取试验中各加载点试验数据，包括最大理论值或最小理论值F、试验所选用的测量元件满量程F.Max和灵敏度系数S；对比测量元件的满量程与对应加载点的最大或最小理论值F；若满足理论载荷值要求，则直接计算传感器最优线性优化结果；若不满足理论载荷值加载要求，则执行下一步骤；若试验各加载点理论值F＜30％F.Max，则按照理论值F重新计算测量元件的工程值范围，通过插值法计算工程值对应的灵敏度系数，将计算获得的灵敏度系数和工程值输入MOOG协调加载标定界面，计算不同工程值对应的增益和补偿值；若试验各加载点理论值F＞80％F.Max，则更换测量元件，重新计算各加载点理论值F和满量程F.Max；获取各传感器的最优线性优化结果，在MOOG协调加载系统应用最优参数进行试验。

优选地，若试验各加载点理论值F＜30％F.Max，灵敏度系数的计算方法为，

选取测量元件的最小负荷a、最大负荷b，则负荷c₁

整理得负荷c₁处的灵敏度系数Sc₁

式中，S_a为负荷a对应的灵敏度系数，S_b为负荷b对应的灵敏度系数。

优选地，如果测量元件有多种状态的工程值和灵敏度系数，则分别计算所有状态中有效范围内的工程值和灵敏度系数。

优选地，在获取各加载点试验数据时，利用作业环境要求和安全需求，去除不满足要求的加载点。

本申请的一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，通过利用各测量元件的最大或最小理论值F与对应测量元件进行对于，能够准确地找到各加载点理论值所处的范围，对于小于理论载荷值要求的加载点，通过利用力传感器检定记录计算出准确的灵敏度系数，进行试验时，能够根据计算得出的灵敏度系数获得更加准确的试验加载精度，从而实现对对MOOG协调加载控制系统的有效优化和控制，方法简单、计算精确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请整体流程示意图；

图2为本申请最优参数选取原理图；

图3为本申请静力试验加载结构示意图；

图4为本申请测力传感器拉向检定记录表示意图；

图5为本申请测力传感器压向检定记录表示意图；

图6为本申请MOOG控制系统传感器标定界面示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，如图1、图2所示，具体包括以下步骤：

步骤S100，获取试验中各加载点试验数据，包括最大理论值或最小理论值F、试验所选用的测量元件(如力传感器、位移传感器等)满量程F.Max和灵敏度系数S；

在获取各加载点试验数据时，利用作业环境要求和安全需求，去除不满足要求的加载点，以避免这些加载点影响后续的计算。

步骤S200，对比测量元件的满量程与对应加载点的最大或最小理论值F；若满足理论载荷值要求，则直接计算传感器最优线性优化结果；若不满足理论载荷值加载要求，则执行下一步骤；

对于满足理论载荷值要求的加载点，也即是30％F.Max≤试验各加载点理论值F≤80％F.Max，可以将测量元件参数直接输入MOOG协调加载标定界面，计算不同工程值后对应的增益和补偿，得到传感器最优线性优化结果。

步骤S300，若试验各加载点理论值F＜30％F.Max，则按照理论值F重新计算测量元件的工程值范围，对该范围内的工程值进行细分检定，通过插值法计算工程值对应的灵敏度系数，将计算获得的灵敏度系数和工程值输入MOOG协调加载标定界面，计算不同工程值对应的增益和补偿值；

灵敏度系数的计算方法为，

选取测量元件的最小负荷a、最大负荷b，则负荷c₁

整理得负荷c₁处的灵敏度系数Sc₁

通过重复上述公式，可以得到多组工程值和灵敏度系数。

其中最小负荷a、最大负荷b、S_a为负荷a对应的灵敏度系数、S_b为负荷b对应的灵敏度系数，通过力传感器检定记录获得，从而保证测量元件灵敏度系数计算的准确性。

如果测量元件有多种状态的工程值和灵敏度系数，则分别计算所有状态中有效范围内的工程值和灵敏度系数，以保证工程值和灵敏度系数计算的准确性。

步骤S400，若试验各加载点理论值F＞80％F.Max，则更换测量元件，重新计算各加载点理论值F和满量程F.Max，也即是返回步骤S100；

步骤S500，获取各传感器的最优线性优化结果，在MOOG协调加载系统应用最优参数进行试验。

通过利用各测量元件的最大或最小理论值F与对应测量元件进行对于，能够准确地找到各加载点理论值所处的范围，对于小于理论载荷值要求的加载点，通过利用力传感器检定记录计算出准确的灵敏度系数，进行试验时，能够根据计算得出的灵敏度系数获得更加准确的试验加载精度，从而实现对对MOOG协调加载控制系统的有效优化和控制，方法简单、计算精确。

作为一种具体实施方式，以下以一个具体实例进行说明；

在进行某型机全机静力试验时，该项试验限制载荷和极限载荷共计36种载荷工况，其中加载点J03在飞机顶部，试验时需要对该点施加向上的拉力。为保证J03受力方向垂直飞机表面，必须从顶部的桁架吊起液压油缸。这种安装方式使得液压油缸安装完成后，不能进行二次拆装。

加载点J03共有6种载荷工况，所有载荷工况中最大设计载荷为157kN，最小设计载荷为14.8kN，加载方式见图3，选用200kN力传感器(见图4和图5)。但是对于工况5来说，加载点J03的设计载荷只有14.8kN，加载级差为5％，即每加载级载荷为740N，出现了大量程传感器加小载荷的现象。

为了解决上述问题，按照本方法，采用分段优化方法，解决办法如下：

(1)该试验J03所有工况载荷如下表所示，各工况最大加载载荷理论值F见下表。

表1 J03加载点各工况加载载荷表

(2)将各工况理论值F与传感器满量程200kN进行对比，见表2所示。

表2 J03加载点各工况最大加载载荷理论值F与传感器满量程对比结果

(3)从表中可以看出巡航46工况的最大加载载荷理论值F为14.8kN，小于传感器满量程的30％，为了保证加载精度分别选取传感器拉向0kN～20kN、压向-20kN～0kN作为试验使用的有效工作范围，计算灵敏度系数，计算过程如下。

(1)在0kN～20kN内使用差值法计算10kN对应的灵敏度系数。

令a＝0，b＝20，利用式(1)得c₁＝10。

已知S_a＝0，S_b＝0.20622，并通过式(3)求得Sc₁＝0.10311。

已知a＝0，S_a＝0，c₁＝10，Sc₁＝0.10311，同理可得c₂＝5，Sc₂＝0.05166。

已知c₁＝10，Sc₁＝0.10311，b＝20，S_b＝0.20622，同理可得c₃＝5，Sc₃＝0.15467。整理得拉向5组灵敏度系数，即

表3力传感器(0kN～20kN)对应的灵敏度系数

工程值(kN)	灵敏度系数(mV/V)
		0	0
5	0.05166
		10	0.10311
15	0.15467
		20	0.20622

(2)同理计算-20kN～0kN工程值范围内的灵敏度系数，由公式(1)、(2)和图4可得压向5组灵敏度系数，即

表4力传感器(-20kN～0kN)对应的灵敏度系数

工程值(kN)	灵敏度系数(mV/V)
		0	0
-5	-0.0513
		-10	-0.10259
-15	-0.15388
		-20	-0.20517

(3)在MOOG控制系统传感器标定界面输入传感器灵敏度系数和对应工程值，该界面可输入10组值。因为巡航46工况的最大载荷为14.8kN，故尽可能多的选择拉向灵敏度系数，计算结果如下图6所示。

(4)设置完传感器参数进行试验调试，调试结束后开始正式加载。该项试验共进行了3次最大拉向载荷情况限制载荷试验的100％载荷试验，数据分析表5。

表5巡航46工况限制载荷100％试验加载点分级加载测量结果及精度

该试验中巡航46工况设计载荷为14.8kN，应用分段优化方法后，按照试验要求逐级加载至100％后，通过系统采集的试验数据分析，各加载级加载精度均在0.1％F.Max以内，加载精度远优于试验所要求的加载精度。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，其特征在于：包括，

获取试验中各加载点试验数据，包括最大理论值或最小理论值F、试验所选用的测量元件满量程F.Max和灵敏度系数S；

对比测量元件的满量程与对应加载点的最大或最小理论值F；若满足理论载荷值要求，则直接计算传感器最优线性优化结果；若不满足理论载荷值加载要求，则执行下一步骤；

若试验各加载点理论值F＜30％F.Max，则按照理论值F重新计算测量元件的工程值范围，通过插值法计算工程值对应的灵敏度系数，将计算获得的灵敏度系数和工程值输入MOOG协调加载标定界面，计算不同工程值对应的增益和补偿值；

若试验各加载点理论值F＞80％F.Max，则更换测量元件，重新计算各加载点理论值F和满量程F.Max；

获取各传感器的最优线性优化结果，在MOOG协调加载系统应用最优参数进行试验。

2.如权利要求1所述的对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，其特征在于：若试验各加载点理论值F＜30％F.Max，灵敏度系数的计算方法为，

选取测量元件的最小负荷a、最大负荷b，则负荷c₁

整理得负荷c₁处的灵敏度系数Sc₁

3.如权利要求2所述的对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，其特征在于：如果测量元件有多种状态的工程值和灵敏度系数，则分别计算所有状态中有效范围内的工程值和灵敏度系数。

4.如权利要求1所述的对MOOG协调加载控制系统反馈放大及线性优化方法，其特征在于：在获取各加载点试验数据时，利用作业环境要求和安全需求，去除不满足要求的加载点。