一种结构试验控制系统的计量方法及计量装置制造方法及图纸

本申请提供了一种结构试验控制系统的计量方法，所述方法包括：构建包括液压执行机构和结构件的仿真模型；获得结构试验控制系统的控制指令，将所述控制指令进行转化得到控制数据；根据所述控制数据实时解算所述仿真模型，得到所述仿真模型对应的仿真数据；将所述仿真数据转化得到所述仿真模型在所述控制数据下的反馈数据，比较所述结构试验控制系统的控制数据与所述反馈数据，进而得到所述结构试验控制系统的计量标定结果。本申请所提供的方法通过虚拟计量平台替代物理计量平台，消除了物理平台的不确定性，不受场地的局限，提高了计量精度，同时给计量工作带来较大的灵活性和便利。利。利。

【技术实现步骤摘要】
一种结构试验控制系统的计量方法及计量装置


[0001]本申请属于试验计量
，特别涉及一种结构试验控制系统的计量标定方法及计量装置。

技术介绍

[0002]在飞机结构试验中，需要结构试验控制系统来控制力加载装置，为了保证力加载装置的输出值与结构试验控制系统的控制值一致，通常需要对试验控制系统进行计量标定工作，计量标定内容包括力值误差分析等。
[0003]当前试验控制系统计量校准是通过现场搭建物理计量平台来实现，如图1所示，结构试验控制系统1与物理计量平台2进行数据交互，通过比对结构试验控制系统1与物理计量平台2的控制值与输出值即可得到结构试验控制系统的计量误差。但由于搭建的物理计量平台可能会引入较多的不确定量，例如机械间隙、电磁干扰导线长度、油压等，可能会导致结构试验控制系统1的控制值是准确的，而物理计量平台的输出值是不准确的，从而影响结构试验控制系统1计量值的判断。另外物理计量平台受到场地较大地限制，影响结构试验控制系统的布置与计量。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供了一种结构试验控制系统的计量标定方法及计量装置，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0005]在一方面，本申请的技术方案是：一种结构试验控制系统的计量方法，所述方法包括：
[0006]构建包括液压执行机构和结构件的仿真模型；
[0007]获得结构试验控制系统的控制指令，将所述控制指令进行转化得到控制数据；
[0008]根据所述控制数据实时解算所述仿真模型，得到所述仿真模型对应的仿真数据；
[0009]将所述仿真数据转化得到所述仿真模型在所述控制数据下的反馈数据，比较所述结构试验控制系统的控制数据与所述反馈数据，进而得到所述结构试验控制系统的计量标定结果。
[0010]进一步的，根据所述控制数据实时解算所述仿真模型得到所述仿真模型的仿真数据过程中，通过含有FPGA模块的计算装置对所述仿真模型完成实时解算。
[0011]在另一方面，本申请的技术方案是：一种结构试验控制系统的计量装置，所述系统包括：
[0012]仿真计算模块，用于构建包括液压执行机构和结构件的仿真模型；
[0013]实时解算模块，用于根据转换模块输出的控制数据实时解算所述仿真模型，得到所述仿真模型对应的仿真数据；
[0014]转换模块，用于获得结构试验控制系统的控制指令，并将所述控制指令进行转化得到控制数据，同时用于将所述仿真数据转化得到所述仿真模型在所述控制数据下的反馈
数据；
[0015]通过比较所述结构试验控制系统的控制数据与所述反馈数据，进而得到所述结构试验控制系统的计量标定结果。
[0016]进一步的，所述实时解算模块为含有FPGA模块的计算装置。
[0017]进一步的，所述转换模块通过惠斯通电桥实现。
[0018]本申请所提供的方法及装置通过虚拟计量平台替代物理计量平台，将物理计量平台上液压执行机构和结构件建模写入仿真计算计算机，并进行实时计算，实时解算机通过转换接口与控制系统数据交互，实现控制系统的计量标定，通过仿真计算机、液压执行机构和结构件的模型以及实时解算机构成虚拟计量平台取代了之前的物理计量平台，消除了物理平台的不确定性，不受场地的局限，提高了计量精度，同时给计量工作带来较大的灵活性和便利。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0020]图1为现有技术中的结构试验控制系统与物理计量平台连接示意图。
[0021]图2为本申请的结构试验控制系统计量装置组成示意图。
[0022]图3为本申请一实施例中的信号转换示意图。
[0023]图4为本申请一实施例中的信号调理示意图。
具体实施方式
[0024]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0025]为了减少物理计量平台中的不确定因素，有效提升计量精度，本申请中提出一种结构试验控制系统的计量方法，将现有技术中的物理计量平台用建模仿真技术和基于FPGA的实时计算技术构建的虚拟计量平台进行替代，即引入仿真计算模块和实时计算模块，将物理计量平台上液压执行机构和结构件建模写入仿真计算模块，然后下载到实时计算模块，并进行实时计算，实时计算模块通过转换接口与结构试验控制系统进行交互，实现控制系统的计量标定。
[0026]为了使本申请的过程更加清楚，下文中结合本申请的计量方法和计量系统一起进行描述，参加图2所示，本申请的具体过程如下：
[0027]S1、引入仿真计算模块10，在仿真计算模块10上运行仿真软件，在仿真软件内构建液压执行机构和结构件的仿真模型。
[0028]其中，仿真计算模块10可以选用商业工作站或服务器来运行仿真建模软件，也可采用个人PC计算机来运行仿真建模软件。
[0029]由于物理计量平台中通常采用电液伺服阀或作动液压筒作为执行机构，采用悬臂梁作为被测结构件，因此作为对本申请内容的说明，在该实施例中，在仿真计算模块10的软件平台上建立了电液伺服阀和作动缸等的液压执行结构仿真模型以及建立了悬臂梁等结构件的降阶简化仿真模型，上述仿真模型包括相关模型参数的测试等。
[0030]S2、液压执行机构和结构件的仿真模型发送到实时计算模块20上。
[0031]在本申请中，实时解算模块20选用专用的实时计算机，该实时计算机配置有FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)模块，通过FPGA模块实现仿真模型中特殊数学模型或模块的计算，配合普通计算机CPU完成实时仿真，保证仿真的步长和闭环回路一致。
[0032]在仿真模型由仿真计算机保存到实时解算模块的过程中，首先将仿真模型转换成机器识别代码的，例如C代码，之后下载保存到实时解算模块20中。
[0033]S3、实时解算模块20根据仿真模型和设定的实时节拍，对仿真模型实时仿真计算。
[0034]S4、实时解算模块20通过转换模块30与结构试验控制系统40进行交互，实现对结构试验控制系统40的计量标定。
[0035]转换模块30用于完成信号的调理，实现实时解算模块20和结构控制系统40的对接，同时实现调零和分路校准。
[0036]考虑到实时计算模块20的输入输出均为模拟信号
±
10V，结构试验控制系统40的输入为
±
40mA，输出为
±
10V，需要转换模块30实现信号的转换，同时也实现信号调理。
[0037]如图3所示，在结构试验控制系统40向实时解算模块20发送控制数据过程中，转换模块30将
±
40mA信号转化为
±
10V信号。实时解算模块20向结构试验控制系统40发送反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构试验控制系统的计量方法，其特征在于，所述方法包括：构建包括液压执行机构和结构件的仿真模型；获得结构试验控制系统的控制指令，将所述控制指令进行转化得到控制数据；根据所述控制数据实时解算所述仿真模型，得到所述仿真模型对应的仿真数据；将所述仿真数据转化得到所述仿真模型在所述控制数据下的反馈数据，比较所述结构试验控制系统的控制数据与所述反馈数据，进而得到所述结构试验控制系统的计量标定结果。2.如权利要求1所述的结构试验控制系统的计量方法，其特征在于，根据所述控制数据实时解算所述仿真模型得到所述仿真模型的仿真数据过程中，通过含有FPGA模块的计算装置对所述仿真模型完成实时解算。3.一种结构试验控制系统的计量装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪伟，冯建民，宋鹏飞，尧建平，张革命，张宇航，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：