[发明专利]飞机机轮速度高精度采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机刹车系统，具体是一种飞机机轮速度高精度采集技术。

背景技术

近年来国内航空业迅猛发展，飞机上的仪器设备正在向多电式，全电式发展，飞机体积和满负荷重量也在提高，相应的飞机机轮数量也大大增加，在大型飞机中，飞机的机轮数量甚至多达十几个。飞机在刹车过程中，需要实时采集所有轮速的信号交给刹车控制单元。以往的国内飞机机轮速度采集是通过速度采集电路转换成电压信号再通过处理器A/D采集后进行计算，而处理自带的A/D采集功能存在着精度低的问题。原有采集电路因需向频率信号转化成电压信号其电路结构导致采集电路的精度差，调试困难，采集链路长等问题。

上述问题都会影响机轮速度的采集精度。且这种采集方式需要采用多个处理器，而在实际应用过程中，由于设计复杂，线路繁多，个处理器之间通信不便增加了设计难度。通过数字开关交替采集速度信号，数据的实时性必然得不到保障，导致产品硬件调试工作量大，精度差，稳定度差，无形中增加了很多成本。本发明通过改进采集方式，利用记周期法来采集速度信号，从根本上控制了速度采集的精度问题，提高速度采集精度由10％提升到1％。

发明内容

发明目的

为克服现有技术中存在的精度差，调试困难，采集链路长的问题，本发明提出了一种飞机机轮速度高精度采集电路和采集方法。

本发明的具体过程是：

步骤一，设计速度采集电路

首先将速度信号进行偏置，再通过滤波电路对该信号进行滤波处理，经过滤波后再通过运算放大器进行放大，最后再经过高速光耦将该信号整形成现场可编程逻辑阵列能够采集的整形后速度信号。

步骤二，现场可编程逻辑阵列采集

整形后速度信号通过硬线进入现场可编程逻辑阵列的采集端口，现场可编程逻辑阵列先通过高频脉冲信号对上升沿进行进行识别处理，即被测信号从低电平变为高电平，要被认为是一个信号的上升沿，必须连续多个脉冲时间持续为高电平，否则认为是干扰信号；确认到上升沿后开始计数直至下一个上升沿，并将计数数据放入D触发器中锁存，并将连续四次的记录数据相加通过数据总线输出至数字信号处理器，数据更新方式采用递推平移方式。该种采集方法不受占空比变化影响，避免了因外界环境变化导致检测信号占空比变化影响到检测结果的情况发生。

步骤三，数字信号处理器计算

数字信号处理器将现场可编程逻辑阵列采集的数据被4倍高频脉冲信号周期分之一除得到频率值，计算得到频率之后通过加权平移滤波得到最终需要的频率值数据。

发明的优点

本发明基于现场可编程逻辑阵列+数字信号处理器设计+速度采集电路，是一种飞机机轮速度高精度采集的方法，能够从原理上避免由于环境变化产生的采集误差，提高了飞机防滑刹车系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明原理图；

图2为速度采集电路原理图；

图3为上升沿识别处理示意图；

图4为现场可编程逻辑阵列数据更新示意图。

具体实施方式

为证明本发明的效果，以某飞机刹车系统为例进行验证，将采集数据通过1553b通讯上传至上位机，来证明采集值与输入速度信号的差值小于1％。

本实施例是用于某型机刹车系统的飞机机轮速度高精度采集技术，其具体过程是：

如图1所示，本实例采用的现场可编程逻辑阵列芯片是JQV1000，数字信号处理器采用的是2812。

步骤一，设计速度采集电路

如图2所示，首先将速度信号进行5V的偏置，再通过滤波电路对该信号进行滤波处理，经过滤波后再通过运算放大器进行放大，最后再经过开关特性上升时间小于30ns的高速光耦将该信号整形成0-3.3V的矩形波速度信号。

步骤二，现场可编程逻辑阵列采集

如图3和图4所示，整形后速度信号通过硬线进入现场可编程逻辑阵列的采集端口，现场可编程逻辑阵列先通过高频脉冲信号对上升沿进行进行识别处理，即被测信号从低电平变为高电平，要被认为是一个信号的上升沿，必须连续200脉冲持续为高电平，否则认为是干扰信号；确认到上升沿后开始计数直至下一个上升沿，并将计数数据放入D触发器中锁存，并将连续四次的记录数据相加通过数据总线输出至数字信号处理器，数据更新方式采用递推平移方式。该种采集方法不受占空比变化影响，避免了因外界环境变化导致检测信号占空比变化影响到检测结果的情况发生。上升沿识别处理示意图见图3，频率采集原理图见图4。

步骤四，数字信号处理器计算数字信号处理器将现场可编程逻辑阵列采集的数据进行计算转换为频率值，本案例采用的脉冲频率为20MHz，因此采集值与频率值对应关系为80000000除以采集值等于频率值，对计算得到的采集频率进行加权滤波处理，即存储连续3个周期的频率数据，当前周期数据的1/2，前1周期数据的1/3，前2周期数据的1/6相加得出滤波处理后数据。本发明实现提高机轮速度采集精度由10％提升到1％。