[发明专利]一种飞机纵向重心调配控制方法

说明书

本发明公开了一种飞机纵向重心调配控制方法，属于飞机试飞测试中的重心调配控制技术领域。所述控制方法包括以下步骤：步骤一、设定好可以启动调节的力矩量阈值及当前重心与目标重心偏差阈值；步骤二、计算要达到目的重心所需改变力矩量，并判断所述力矩量是否大于可以启动调节的力矩量阈值，进而控制电动球阀的开度，完成重心的调配。本发明采用FPGA实现液位信息采集及液位调节控制、电动球阀的开度调配以及控制方法，基于力矩量利用前馈和PID结合的算法控制电动球阀的开度，调动全部水箱参与重心调配，并采用预关闭方式提高重心调配控制方法的精度，调配快且精确。

技术领域

本发明涉及一种飞机纵向重心调配控制方法，属于飞机试飞测试中的重心调配控制技术领域。

背景技术

在飞机研制和试飞过程中，重心包线检测是最为重要的指标之一，直接影响飞机的飞行安全。重心调配系统是基于水介质的自动调配装置，已经被国际上民用飞行客机公司广泛应用。重心调配系统可以在飞机重心相关的试验飞行过程中实现重心快速、精确地调配，实现飞机重心在不同飞行阶段的重心保持等功能，并有效提高试飞效率，但现有的重心调配控制方法存在着调配精度低、实时性差和稳定性差的问题。重心调配系统的构成原理框图如图1所示。

重心调配控制系统是通过调配前后各个水箱中的水量来实现飞机重心的变化。本系统通过对出水口阀门、水泵、电动球阀的控制来实现各水箱水量的调配，由此来实现飞机重心的纵向调配。

发明内容

本发明的目的是提出一种飞机纵向重心调配控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

一种飞机纵向重心调配控制方法，控制方法包括以下步骤：

步骤一、设定好可以启动调节的力矩量阈值；

步骤二、计算要达到目的重心所需改变力矩量，并判断力矩量是否大于可以启动调节的力矩量阈值，进而启动水泵和控制电动球阀的开度，完成重心的调配。

进一步的，在步骤一中，还包括：设定误差力矩量的阈值，误差力矩量为当前力矩量与所需改变力矩量的差值。

进一步的，在步骤二后还包括步骤三、在当前重心下的误差力矩量达到误差力矩量的阈值时，提前停止重心调配，以达到预关闭的目的。

进一步的，在步骤二中，具体包括以下步骤：

步骤二一、FPGA控制采集各水箱液位，计算飞机重心；

步骤二二、计算要达到目的重心所需改变的力矩量；

步骤二三、判断当前力矩量大于可以启动调节的力矩量的阈值，若是，则执行步骤二四；否则，执行步骤二五；

步骤二四、由前馈调节算法控制电动球阀开度，进而调节全部水箱内的水量，并返回步骤二一；

步骤二五、由PID控制算法调节电动球阀开度，进而调节全部水箱内的水量；

步骤二六、判断当前重心与目标重心的偏差是否小于当前重心与目标重心偏差阈值，若是，则结束重心调配；否则，返回步骤二一。

本发明的主要优点是：

(1)本发明采用全部水箱参与调配过程，充分调动全部水箱内的水从而加快重心的调配进程；

(2)本发明基于力矩量作为控制的误差量，采用前馈与PID结合的算法实现电动球阀的开度调节，更高效地完成重心调配；

(3)本发明采用预关闭策略，有助于提升重心调配的精确度；

(4)本发明利用FPGA实现，将控制逻辑固化在芯片中，提高了自动控制逻辑的实时性、准确性和稳定性。

附图说明

图1是本发明的一种飞机纵向重心调配控制方法基于的重心调配控制系统的系统原理框图；