[发明专利]一种面向飞行控制仿真的信号调理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向飞行控制仿真的信号调理装置，对飞行器飞行控制仿真过程中各种传感器所产生的信号进行放大、滤波等操作，调理到数据采集卡所允许的范围之内，使之成为飞行器控制仿真系统数据采集卡能够识别的信号。 

背景技术

在各种数据采集系统中，信号调理板卡都是系统中不可缺少的一部分，其主要作用是对各类模拟、频率、开关量传感器的输出信号进行隔离、滤波、放大、整形等，调制为符合电压范围的信号传递给信号采集输入模块。 

在发明专利《道路交通信息采集的多传感器接入装置及其数据融合方法》(申请号：CN200810057549.9)中，介绍了道路交通信息采集的多传感器接入装置，包括数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、信号调理与变换电路、CAN通讯控制器和网络通讯控制器。道路交通信息采集的传感器信号通过电流电压变换电路、电压频率变换电路、电平变换电路接入CPLD。CPLD扩展了DSP信号接入数量，并具有信号处理功能。在《机械与电子》2007年7期中发表的“多通道多传感器的信号调理及数据采集系统的研制”一文中，针对牛头刨床，研制了一套多通道、多传感器的自动测试系统，其中包括了相应的信号调理电路。在《航天控制》2006年24卷1期发表的“一种通用的信号调理板卡的设计”一文中，针对不同类型的浮地被测信号，详细介绍了如何将这些信号前后端隔离，并且调理成适于A/D采集模件测量的方法。在《测控技术》，2009年第28卷第7期发表的“针对空空导弹检测设备的发展现状”一文中，设计了基于LabVIEW和DAQ的机载导弹通用测试平台。硬件采用模块化设计，侧重设计了信号调理电路，主要包括取有效值、过零比较、隔离放大电路和滤波等电路。软件设计主 要完成了虚拟面板、系统控制、数据采集处理和显示存储等程序的编制，最后还实现了远程网络监控功能，可以方便地进行远程实时测试和故障诊断。 

飞行器实时仿真系统是研究和验证飞行器飞行管理和控制系统的仿真环境，系统硬件平台主要由仿真计算机、数据采集卡、电源、信号调理板、连接电缆、执行机构等组成，可以实现飞行器系统的全数字仿真、半实物仿真以及系统的性能评估。当系统工作在硬件在回路方式时，以实物(飞控计算机、执行机构等)接入系统，按照指令控制飞行器的飞行状态和飞行轨迹，仿真计算机实时采样舵面和发动机推力数据，同时实时完成飞机模型解算，并对飞行状态数据进行实时显示和记录。在仿真系统中，飞控计算机的模拟量(如升降舵，副翼舵，发动机油门等)信号的采集，仿真陀螺仪和发动机转速控制需要外接相应的设备进行仿真。由于输入信号可能存在电平匹配、瞬间高压干扰、过电压、噪声、以及触点接触抖动等问题，必须在A/D器件采集前使用信号调理电路来完成模拟信号的电平转换、滤波等，以满足A/D转换输入的要求，因此必须设计信号调理电路和前置滤波对输入信号进行调理。 

针对飞行器型号不同，所采用的各种传感器(如垂直陀螺，三轴速率陀螺，磁航向传感器，迎角传感器，侧滑角传感器，气压高度、速度传感器)和执行机构都可能不同，所输出的电压值不同，同时不同的信号采集系统对可接受的信号电平的要求也有所不同，因此系统往往需要重新设计生产相应的信号调理系统。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种面向飞行控制仿真的信号调理装置，可以对AI，AO，DI，DO信号进行调理与滤波，输出常用范围内的电压、电流信号，通过将信号调理模块与不同的主控模块，输出信号相结合，实现设计的通用性。 

技术方案 

一种面向飞行控制仿真的信号调理装置，其特征在于包括信号检测板、16路AI信号调理电路、16路AO信号调理电路、16路DIO-O信号调理电路、16路DIO-I信号调理电路；信号检测板将接收目标系统发出的16路模拟信号AI0转接至16路AI信号调理电路、32路数字信号DI0转接至16路DIO-O信号调理电路；将16路AO信号调理电路输出的信号和16路DIO-I信号调理电路输出的信号转接至目标系统；同时所有经过转接的信号均被联接到信号检测板面板上的检测孔；16路AI信号调理电路的输出联接信号采集与处理工控机中的AD电路的输入端，信号采集与处理工控机中的DA电路的输出端与16路AO信号调理电路的输入端联接，16路DIO-O信号调理电路和16路DIO-I信号调理电路与信号采集与处理工控机中的32路DIO电路联接。