冗余电流总和反馈致动器制造技术

本发明专利技术提出了一种用于致动器系统的冗余电流总和反馈控制的系统和方法。致动器包括经配置致动该致动器的致动线圈，并且致动线圈电流传感器感测测得的总线圈电流，其包括每个致动线圈的线圈电流的总和。致动器线圈控制器基于命令的总线圈电流和测得的总线圈电流控制所述致动线圈。

【技术实现步骤摘要】
冗余电流总和反馈致动器
本公开的实施例一般涉及电气-机械控制系统中故障的抑制。更具体地，本公开的实施例涉及致动系统中故障的抑制。
技术介绍
飞机的飞行路线是由飞行控制面的偏转控制的。在许多现代的飞机中，飞行控制面由致动器偏转。这样的飞行控制面可以包括用于俯仰控制的升降机、用于滚转控制的副翼和襟副翼和用于偏航控制的方向舵。在许多情况下，电流控制该致动器的输出。在一些情况下，电流的电磁效应直接为机电致动器(EMA)或电动静液致动器(EHA)产生机械输出，而在其他情况下，其通过一些其他器件被扩增/放大，如通过在单个或多个阶段中控制穿过诸如直接驱动阀(DDV)或电液伺服阀(EHSV)等的伺服阀的液压流来放大。 电流流过一根线圈(或多根线圈)，且被转换成磁感应的可用力来致动该致动器。造成错误电流水平的非最优性会导致致动器移动到非命令的位置或输出非命令的力。这样的非最优性会导致飞机从命令路径偏离和/或对飞机造成结构异常，特别是如果非最优性是振荡的或周期的。
技术实现思路
本专利技术提出了用于致动器系统的冗余电流总和反馈控制的系统和方法。致动器包括经配置致动该致动器的致动线圈，并且致动线圈电流传感器感测测得的总线圈电流，其包括每个致动线圈的线圈电流的总和。致动器线圈控制器基于命令的总线圈电流和测得的总线圈电流控制致动线圈。 以这种方式，电气非最优性的影响被抑制到可忽略的水平。实施例在体系结构上抑制在冗余控制回路之一中电气非最优性的影响，而不管该非最优性的特征如何。因此，该体系结构减轻了对诸如精细监视器的自定义分析/调节等任务的需要，并避免对进度和认证的影响。此外，成本较低的装置的应用变得可能。 在实施例中，冗余电流总和反馈致动器系统包括致动器、致动线圈电流传感器和致动器线圈控制器。该致动器包括经配置致动该致动器的致动线圈。该致动线圈电流传感器感测测得的总线圈电流，其包括每个致动线圈的线圈电流的总和。致动器线圈控制器基于命令的总线圈电流和测得的总线圈电流之间的差控制致动线圈。 在另一实施例中，用于抑制致动器控制系统中的非最优性的方法使用致动线圈电流传感器来感测测得的总线圈电流，其包括致动器的致动线圈的线圈电流的总和。该方法进一步基于命令的总线圈电流和测得的总线圈电流之间的差用至少两个致动器线圈控制器控制致动线圈。 在进一步的实施例中，冗余电流总和反馈致动器控制器包括内反馈控制回路，其接收所需的总线圈电流和测得的总线圈电流，所述测得的总线圈电流包括致动器的多个致动线圈中每个的线圈电流的总和。该内反馈控制回路还基于命令的总线圈电流和测得的总线圈电流之间的差控制致动线圈。 提供该总结，以简化的形式介绍下面在详细说明中进一步描述的概念的选择。该总结并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。 【附图说明】 当结合下列附图进行考虑时，对本公开的实施例的更完全理解可通过参照详细说明和权利要求书得到，其中在整个附图中类似的参考标号指的是类似元件。提供附图，以促进对本公开的理解，而不限制本公开的广度、范围、规模或适用性。附图不一定是按比例制作的。 图1是不例性飞机生广和使用方法的流程图的图不。 图2是飞机的示例性方框图的图示。 图3是现有致动器的图示。 图4是根据本公开实施例的具有总电流内回路的示例性并联双致动器控制器的图示。 图5是根据本公开实施例的具有总电流内回路的示例性并联的三联致动器控制器的图示。 图6是示例性时间-历史曲线图的图示，其示出用于图3的常规致动器中模拟故障的活塞位置(in)曲线图、差压(psi)曲线图和电流(mA)曲线图。 图7是示例性时间-历史曲线图的图示，其示出根据本公开实施例的用于图5的三联致动器系统中模拟故障的活塞位置(in)曲线图、差压(psi)曲线图和电流(mA)曲线图。 图8是根据本公开实施例的独立电流测量的图示。 图9是根据本公开实施例的图8的独立电流测量中的总电流推导的图示。 图10是根据本公开的总电流测量的图示。 图11是示例性流程图的图示，其示出根据本公开实施例的用于致动器控制器中故障抑制的过程。 【具体实施方式】 下列详细说明在本质上是示例性的，且不旨在限制本公开或本申请以及本公开的实施例的使用。具体装置、技术和应用的描述仅作为示例提供。对本文所述示例的修改对本领域的普通技术人员将是显而易见的，并且本文限定的一般原则可应用于其他示例和应用，而不背离本公开的实质和范围。本公开应该被给予与权利要求书一致的范围，且不限于本文所述和所示的示例。 本公开的实施例可就功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤在这里描述。应该理解的是，这样的块组件可由任何数量的经配置执行指定功能的硬件、软件和/或固件组件实现。为了简洁起见，与控制规律有关的常规技术和组件、控制系统、测量技术、测量传感器、致动器、数据传输、信号传递、网络控制和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件)不会在本文详细描述。另外，本领域的技术人员将理解，本公开的实施例结合各种硬件和软件实施，并且本文所述的实施例仅是本公开的示例实施例。 本公开的实施例是在实际的非限制性应用的背景下在本文描述的，也就是，抑制用于飞机飞行控制面的致动器中的故障。然而，本公开的实施例并不限于这样的飞机结构，并且本文所述的技术也可用于其他应用中。例如但不限于，实施例可适用于有人和无人的地面、空中、空间、水面和水下运载工具、风车或其他机械。 如在阅读此说明之后对本领域的普通技术人员显而易见的是，下列是本公开的示例和实施例且不限于根据这些示例的操作。其他实施例可被利用，且可作出结构变化，而不背离本公开的示例性实施例的范围。 更具体地参照附图，本公开的实施例可在如图1中所示的示例性飞机制造和使用方法100 (方法100)和如图2中所示的飞机200的背景下描述。在预生产过程中，方法100可包括飞机200的规格和设计104以及材料采购106。在生产过程中，飞机200的组件和子部件制造过程108 (生产阶段108)和系统集成110 (生产阶段110)发生。其后，飞机200可通过认证和交付112，以便投入使用114。在由客户使用时，飞机200被安排进行常规维护和维修116 (其也可包括修改、重构、翻新等)。 方法100的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行或实行。为了此说明的目的，系统集成商可包括，例如但不限于，任何数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括，例如但不限于，任何数量的厂商、分包商和供应商；并且操作者可包括，例如但不限于，航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。 如图2中所示，通过方法100生产的飞机200 (飞机200)可包括机身218，该机身具有多个系统220和内部222。系统220的高级系统的示例包括推进系统224、电气系统226、液压系统228、环境系统230和冗余电流总和反馈致动器系统232中的一个或更多个。还可包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空航天示例，但是本公开的实施例可应用于其他工业。 本文包含的设备和方法可以在方法100的各阶段中的任何一个或更多个期间采用。例如，与生产阶段1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冗余电流总和反馈致动器控制器，其包括：内反馈控制回路，其经配置：接收所需总线圈电流和测得总线圈电流，所述测得总线圈电流包括致动器的多个致动线圈中每个致动线圈的线圈电流的总和；和基于所述所需总线圈电流和所述测得总线圈电流之间的电流总和差，控制所述致动线圈。

【技术特征摘要】
2013.07.16 US 13/942,7101.一种冗余电流总和反馈致动器控制器，其包括: 内反馈控制回路，其经配置: 接收所需总线圈电流和测得总线圈电流，所述测得总线圈电流包括致动器的多个致动线圈中每个致动线圈的线圈电流的总和；和 基于所述所需总线圈电流和所述测得总线圈电流之间的电流总和差，控制所述致动线圈。2.根据权利要求1所述的冗余电流总和反馈致动器控制器，进一步包括经配置感测所述测得总线圈电流的致动线圈电流传感器，且包括: 多个传感器线圈，其经配置接收分别致动所述致动线圈之一的致动器电流； 磁芯，其经配置从所述传感器线圈接收磁通量；和 至少一个传感器，其耦合到所述磁芯且经配置测量所述测得总线圈电流。3.根据权利要求1或2所述的冗余电流总和反馈致动器控制器，进一步包括外反馈控制回路，其包括多个电独立外控制回路，每个所述电独立外控制回路经配置: 接收所需致动器位置和测得致动器位置；和 基于所述所需致动器位置和所述测得致动器位置，生成所述所需总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·松井，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US