一种三向测力平台校准方法技术

本发明专利技术公开了一种三向测力平台校准方法，包括以下步骤：S1、垂向力值校准；S2、航向力值校准；S3、侧向力值校准；S4、力值误差和耦合误差评判。本发明专利技术解决了航空工业起落架公司落震试验用三向测力平台在试验现场难以系统校准的问题，为大吨位三向测力平台校准提出一种校准方法，此方法根据飞机起落架落震试验时起落架轮胎实际受力载荷特点，可对非标设备三向测力平台的航向（X向）、侧向（Y向）、垂向三个方向力值进行校准，三向测力平台Z向承载受力区域进行校准，以及三向测力平台航向（X向）、侧向（Y向）、垂向（Z向）三个方向力值耦合进行校准。

A Calibration Method for Three-Directional Force Measurement Platform

The invention discloses a calibration method for three-way force measuring platform, which includes the following steps: S1, vertical force calibration; S2, heading force calibration; S3, lateral force calibration; S4, force error and coupling error evaluation. The invention solves the problem that the three-way force measuring platform for landing gear company of aeronautics industry is difficult to calibrate systematically in the test site. A calibration method is proposed for the calibration of large-tonnage three-way force measuring platform. According to the actual load characteristics of landing gear tyres during landing gear test, the method can be used for the heading (X direction) and lateral (Y direction) of the three-way force measuring platform of non-standard equipment. Vertical three-direction force is calibrated, Z-direction bearing force area of three-direction force measuring platform is calibrated, and three-direction force measuring platform is calibrated by coupling of heading (X-direction), lateral (Y-direction) and vertical (Z-direction).

【技术实现步骤摘要】
一种三向测力平台校准方法
本专利技术涉及落震试验测试设备校验
，尤其涉及一种三向测力平台校准方法。
技术介绍
飞机降落、起落架着陆过程中，通常飞机轮胎只承受地面施加的航向(X向)、侧向(Y向)、垂向(Z向)三个方向的正交力。同样在模拟飞机着陆的落震试验中，用于测试起落架载荷的三向测力平台也是测量模拟飞机着陆过程中的轮胎承受的航向(X向)、侧向(Y向)、垂向(Z向)三个方向的正交力。开展飞机起落架落震试验时，只有比较准确的测量出落震试验过程中起落架轮胎处承受的X向、Y向、Z向三个方向的载荷，才能通过计算分析，真实的评判出试验起落架的缓冲及承载特性，因此三向测力平台的力值准确性需进行系统校准评判。测力平台只有经过计量或校准后，落震试验结果才能取得用户的认可。三向测力平台是各航空公司自行设计的非标设备，一般由上下台面及设于上下台面之间的三向(垂向、航向和侧向)力传感器组件组成。三向测力平台一般需要4个或6个三向力传感器。也即，测力平台垂向力值输出由这些三向传感器对应垂向力值矢量和输出，测力平台航向力值输出由这些三向力传感器对应航向力值矢量和输出，测力平台侧向力值输出由这些三向力传感器对应侧向力值矢量和输出；落震试验用三向测力平台的航向、侧向力输出一般为垂向力值输出的1/3-1/2。目前国内对落震试验用的非标设备三向测力平台没有专门计量标准和计量设备，航空工业起落架公司自研的大吨位三向测力平台校准困难问题一直即待解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可靠性和准确性高的三向测力平台校准方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种三向测力平台校准方法，以所述三向测力平台的航向受力为X向，以所述三向测力平台的侧向受力为Y向，以所述三向测力平台的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，包括以下步骤：S1、垂向力值校准S1.1、沿Z向向所述三向测力平台逐级加载标准垂向力，记录三向测力平台的实际垂向输出力，级数合集记为(Z1,Z2……Zm，……Zn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，Zm表示垂向加载的第m级，标准垂向力集合记为(FZ1,FZ2……FZm……FZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，F表示标准力，FZm表示第m级加载的标准垂向力，实际垂向输出力集合记为(fZ1,fZ2……fZm……fZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，f表示实际输出力，fZm表示第m级加载后的实际垂向输出力，第Zm级的垂向力值误差δZm计算如下：(fZm-FZm)/FZ满量程，其中，FZ满量程为三向测力平台满量程的标准垂向力，垂向力值误差集合记为(δZ1,δZ2……δZm……δZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，δ为误差代号，δZm表示第m级的垂向力值误差；若每一级的垂向力值误差的绝对值均≤设定垂向力值误差，转步骤S2；若有至少一级的垂向力值误差的绝对值﹥设定垂向力值误差，转步骤S1.2；S1.2、以(1-δZmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的垂向力值校准曲线各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的垂向拟合曲线；其中，δZmax为垂向力值误差集合中绝对值最大的垂向力值误差；S2、航向力值校准S2.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S2.2、沿X向向所述三向测力平台逐级加载标准航向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S2.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S2.3、记录三向测力平台的实际航向输出力，级数合集记为(X1,X2……Xm，……Xn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向方向，Xm表示航向加载的第m级，标准航向力集合记为(FX1,FX2……FXm……FXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，F表示标准力，FXm表示第m级加载的标准航向力，实际航向输出力集合记为(fX1,fX2……fXm……fXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，f表示实际输出力，fXm表示第m级加载后的实际航向输出力，第Xm级的航向力值误差δXm计算如下：(fXm–FXm)/FX满量程，其中，FX满量程为三向测力平台满量程的标准航向力，航向力值误差集合记为(δX1,δX2……δXm……δXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，δ为误差代号，δXm表示第m级的航向力值误差；若每一级的航向力值的绝对值误差均≤设定航向力值误差，转步骤S3；若有至少一级的航向力值误差的绝对值﹥设定航向力值误差，转步骤S2.4；S2.4、以(1-δXmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的航向力值校准曲线的各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的航向拟合曲线；其中，δXmax为航向力值误差集合中绝对值最大的航向力值误差；S3、侧向力值校准S3.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S3.2、沿Y向向所述三向测力平台逐级加载标准侧向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S3.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S3.3、记录三向测力平台的实际侧向输出力，级数合集记为(Y1,Y2……Ym，……Yn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向方向，Ym表示侧向加载的第m级，标准侧向力集合记为(FY1,FY2……FYm……FYn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，F表示标准力，FYm表示第m级加载的标准侧向力，实际侧向输出力集合记为(fY1,fY2……fYm……fYn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，f表示实际输出力，fYm表示第m级加载后的实际侧向输出力，第Ym级的侧向力值误差δYm计算如下：(fYm–FYm)/FY满量程，其中，FY满量程为三向测力平台满量程的标准侧向力，侧向力值误差集合记为(δY1,δY2……δYm……δYn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，δ为误差代号，δYm表示第m级的侧向力值误差；若每一级的侧向力值误差的绝对值均≤设定侧向力值误差，转步骤S4；若有至少一级的侧向力值误差的绝对值﹥设定侧向力值误差，转步骤S3.4；S3.4、以(1-δYmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的侧向力值校准曲线的各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的侧向拟合曲线；其中，δYmax为侧向力值误差集合中绝对值最大的侧向力值误差；S4、力值误差和耦合误差评判沿Z向向所述三向测力平台逐级加载标准垂向力，记录Z向、X向和Y向的输出力值；并计算Z向的力值误差和Z向分别对X向和Y向的力值耦合误差；沿X向向所述三向测力平台逐级加载标准航向力，记录Z向、X向和Y向的输出力值；并计算X向的力值误差和X向分别对Z向和Y向的力值耦合误差；沿Y向向所述三向测力平台逐级加载标准侧向力，记录Z向、X向和Y向的输出力值；并计算Y向的力值误差和Y向分别对X向和Z向的力值耦合误差；若各力值误差的绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三向测力平台校准方法，以所述三向测力平台的航向受力为X向，以所述三向测力平台的侧向受力为Y向，以所述三向测力平台的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，其特征在于，包括以下步骤：S1、垂向力值校准S1.1、沿Z向向所述三向测力平台逐级加载标准垂向力，记录三向测力平台的实际垂向输出力，级数合集记为(Z1,Z2……Zm，……Zn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，Zm表示垂向加载的第m级，标准垂向力集合记为(FZ1,FZ2……FZm……FZn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，F表示标准力，FZm表示第m级加载的标准垂向力，实际垂向输出力集合记为(fZ1,fZ2……fZm……fZn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，f表示实际输出力，fZm表示第m级加载后的实际垂向输出力，第Zm级的垂向力值误差δZm计算如下：(fZm‑FZm)/FZ满量程，其中，FZ满量程为三向测力平台满量程的标准垂向力，垂向力值误差集合记为(δZ1,δZ2……δZm……δZn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，δ为误差代号，δZm表示第m级的垂向力值误差；若每一级的垂向力值误差的绝对值均≤设定垂向力值误差，转步骤S2；若有至少一级的垂向力值误差的绝对值﹥设定垂向力值误差，转步骤S1.2；S1.2、以(1‑δZmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的垂向力值校准曲线各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的垂向拟合曲线；其中，δZmax为垂向力值误差集合中绝对值最大的垂向力值误差；S2、航向力值校准S2.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S2.2、沿X向向所述三向测力平台逐级加载标准航向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S2.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S2.3、记录三向测力平台的实际航向输出力，级数合集记为(X1,X2……Xm，……Xn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，X表示航向方向，Xm表示航向加载的第m级，标准航向力集合记为(FX1,FX2……FXm……FXn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，F表示标准力，FXm表示第m级加载的标准航向力，实际航向输出力集合记为(fX1,fX2……fXm……fXn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，f表示实际输出力，fXm表示第m级加载后的实际航向输出力，第Xm级的航向力值误差δXm计算如下：(fXm–FXm)/FX满量程，其中，FX满量程为三向测力平台满量程的标准航向力，航向力值误差集合记为(δX1,δX2……δXm……δXn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，δ为误差代号，δXm表示第m级的航向力值误差；若每一级的航向力值的绝对值误差均≤设定航向力值误差，转步骤S3；若有至少一级的航向力值误差的绝对值﹥设定航向力值误差，转步骤S2.4；S2.4、以(1‑δXmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的航向力值校准曲线的各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的航向拟合曲线；其中，δXmax为航向力值误差集合中绝对值最大的航向力值误差；S3、侧向力值校准S3.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S3.2、沿Y向向所述三向测力平台逐级加载标准侧向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S3.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S3.3、记录三向测力平台的实际侧向输出力，级数合集记为(Y1,Y2……Ym，……Yn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Y表示侧向方向，Ym表示侧向加载的第m级，标准侧向力集合记为(FY1,FY2……FYm……FYn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，F表示标准力，FYm表示第m级加载的标准侧向力，实际侧向输出力集合记为(fY1,fY2……fYm……fYn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，f表示实际输出力，fYm表示第m级加载后的实际侧向输出力，第Ym级的侧向力值误差δYm计算如下：(fYm–FYm)/FY满量程，其中，FY满量程为三向测力平台满量程的标准侧向力，侧向力值误差集合记为(δY1,δY2……δYm……δYn)，其中，数字1‑n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，δ为误差代号，δYm表示第m级的侧向力值误差；若每一级的侧向力值误差的绝对值均≤设定侧向力值误差，转步骤S4；若有至少一级的侧向力值误差的绝对值﹥设定侧向力值误差，转步骤S3.4；S3.4、以(1‑δYmax)作为修正系数，将三向测...

【技术特征摘要】
1.一种三向测力平台校准方法，以所述三向测力平台的航向受力为X向，以所述三向测力平台的侧向受力为Y向，以所述三向测力平台的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，其特征在于，包括以下步骤：S1、垂向力值校准S1.1、沿Z向向所述三向测力平台逐级加载标准垂向力，记录三向测力平台的实际垂向输出力，级数合集记为(Z1,Z2……Zm，……Zn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，Zm表示垂向加载的第m级，标准垂向力集合记为(FZ1,FZ2……FZm……FZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，F表示标准力，FZm表示第m级加载的标准垂向力，实际垂向输出力集合记为(fZ1,fZ2……fZm……fZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，f表示实际输出力，fZm表示第m级加载后的实际垂向输出力，第Zm级的垂向力值误差δZm计算如下：(fZm-FZm)/FZ满量程，其中，FZ满量程为三向测力平台满量程的标准垂向力，垂向力值误差集合记为(δZ1,δZ2……δZm……δZn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Z表示垂向方向，δ为误差代号，δZm表示第m级的垂向力值误差；若每一级的垂向力值误差的绝对值均≤设定垂向力值误差，转步骤S2；若有至少一级的垂向力值误差的绝对值﹥设定垂向力值误差，转步骤S1.2；S1.2、以(1-δZmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的垂向力值校准曲线各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的垂向拟合曲线；其中，δZmax为垂向力值误差集合中绝对值最大的垂向力值误差；S2、航向力值校准S2.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S2.2、沿X向向所述三向测力平台逐级加载标准航向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S2.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S2.3、记录三向测力平台的实际航向输出力，级数合集记为(X1,X2……Xm，……Xn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向方向，Xm表示航向加载的第m级，标准航向力集合记为(FX1,FX2……FXm……FXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，F表示标准力，FXm表示第m级加载的标准航向力，实际航向输出力集合记为(fX1,fX2……fXm……fXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，f表示实际输出力，fXm表示第m级加载后的实际航向输出力，第Xm级的航向力值误差δXm计算如下：(fXm–FXm)/FX满量程，其中，FX满量程为三向测力平台满量程的标准航向力，航向力值误差集合记为(δX1,δX2……δXm……δXn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，X表示航向力方向，δ为误差代号，δXm表示第m级的航向力值误差；若每一级的航向力值的绝对值误差均≤设定航向力值误差，转步骤S3；若有至少一级的航向力值误差的绝对值﹥设定航向力值误差，转步骤S2.4；S2.4、以(1-δXmax)作为修正系数，将三向测力平台上位机软件中每一个三向力传感器对应的航向力值校准曲线的各计量点力值均乘以所述修正系数，重新拟合后得到修正后的航向拟合曲线；其中，δXmax为航向力值误差集合中绝对值最大的航向力值误差；S3、侧向力值校准S3.1、沿Z向向所述三向测力平台加载预压力；S3.2、沿Y向向所述三向测力平台逐级加载标准侧向力，若实际垂向输出力与预压力的误差≤设定干扰误差，转步骤S3.3；若实际垂向输出力与预压力的误差﹥设定干扰误差，则判断不合格；S3.3、记录三向测力平台的实际侧向输出力，级数合集记为(Y1,Y2……Ym，……Yn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向方向，Ym表示侧向加载的第m级，标准侧向力集合记为(FY1,FY2……FYm……FYn)，其中，数字1-n代表逐级加载的级数，Y表示侧向力方向，F表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，周亮，贾军锋，刘崇智，王小锋，杜战宏，吕少力，党井卫，宋养龙，王秋香，
申请(专利权)人：中航飞机起落架有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43