一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法技术

本发明专利技术属于大气数据系统技术领域，尤其是涉及一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法。在验证中，分别施加激励到大气数据探头、大气数据模块、大气数据计算机，同时记录大气数据探头、大气数据模块、大气数据计算机的输出响应信号，通过数值运算，得到激励的理想输出与系统的输出响应信号作比较，判断两者的匹配性，得到对大气数据基准模块的性能验证评估判断。验证评估判断。验证评估判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法


[0001]本专利技术属于大气数据系统
，尤其是涉及一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法。

技术介绍

[0002]大气数据基准系统的设计研制中，需要对系统性能进行试验工作，以验证系统性能符合设计要求。系统层级的验证工作需要通过试飞开展，成本过高的同时也不符合实际情况。因此需要针对大气数据基准模块设计性能验证方法，在地面环境中完成初步验证工作，证实其性能符合设计要求之后，再试飞以进行最终验证工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的：本专利技术提供一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法，在验证中，分别施加激励到传感器模块、大气数据模块、大气数据计算机，同时记录传感器模块、大气数据模块、大气数据计算机的输出响应信号，通过数值运算，得到激励的理想输出与系统的输出响应信号作比较，判断两者的匹配性，得到对大气数据基准模块的性能验证评估判断。
[0004]本专利技术的技术方案：为了实现上述专利技术目的，提出一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法，适用于大气数据系统；所述大气数据系统包括传感器模块、大气数据模块、大气数据计算机模块；所述传感器模块包括全静压探头、静压探头、全压探头、攻角传感器、总温传感器。
[0005]所述性能验证方法包括如下步骤：
[0006]针对所述大气数据系统中的传感器模块施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述传感器模块输出的响应信号；
[0007]所述传感器模块中的全静压探头、静压探头、全压探头对气压敏感，探头输出同样为气压信号，施加激励设备为气泵，分别对全静压探头、静压探头、全压探头施加探头工作范围内的气压信号，并通过信号采集装置记录探头输出的响应信号，探头实际输出同样为气压信号；
[0008]对所述传感器模块中的攻角传感器施加激励的方式为改变攻角叶片方向，通过高精度角度基准测量攻角叶片转动角度，并测量攻角传感器旋变电压的电压值，该电压值对应的攻角角度即为攻角传感器的实际输出响应；电压值与角度的对应关系查阅传感器使用说明书获取，根据不同型号的传感器而不同；
[0009]所述传感器模块中的总温传感器对温度敏感，通过高精度温箱对总温传感器施加温度激励，并通过高精度电阻测量仪测试总温传感器的温敏电阻阻值，该电阻阻值对应的温度信息即为总温传感器的实际输出响应；阻值与温度信号的对应关系查阅传感器使用说明书获取，根据不同型号的传感器而不同；各个传感器激励信号值的选取要分别覆盖到传感器的有效工作范围。
[0010]设置评估传感器模块中各个传感器性能的误差阈值，计算施加激励信号与传感器实际输出信号的误差，分别根据计算差值对传感器进行性能验证判断，差值在阈值之内即判断传感器性能合格，反之为不合格。
[0011]针对所述大气数据系统中的大气数据模块施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述大气数据模块输出的响应信号；
[0012]对大气数据模块分别施加模拟全静压信号、模拟静压信号、模拟全压信号；模拟全静压信号、模拟静压信号、模拟全压信号均为气压信号，可使用气压泵等可提供设置气压信号的设备来施加激励，激励信号值的选取要覆盖到大气数据模块的有效工作范围。
[0013]记录大气模块输出响应信号，根据激励信号计算理想响应信号，大气数据模块实际输出响应信号和理想响应信号都为数字信号。理想响应信号的计算公式查阅该大气数据系统的使用说明书，不同系统的计算方式不同。
[0014]设置评估大气数据模块性能的误差阈值，计算大气数据模块理想数字信号与实际输出响应数字信号的差值，以评估大气数据模块的性能，差值在阈值内即认为大气数据模块性能合格，反之为不合格；
[0015]针对所述大气数据系统中的大气数据计算机施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述大气数据计算机输出的响应信号；
[0016]对大气数据计算机施加激励信号，包括静压、全压、总温信息，以及攻角、侧滑角信息；激励信号都为数字信号，记录大气数据计算机输出响应信号，包括气压高度、动压、指示空速、真空速、马赫数、大气静温等；
[0017]计算激励信号对应的理想响应信号，解算公式为：
[0018]输出信号中气压高度是激励信号静压的函数：
[0019][0020]式中，H
P
为气压高度，p
s
为静压。
[0021]输出信号中动压为全压与静压的差值，解算公式为：
[0022]q
c
＝p
t
‑
p
s
[0023]式中，q
c
为动压。
[0024]输出信号指示空速为动压的函数，解算公式为：
[0025][0026]式中，v
c
为空速。
[0027]输出信号中真空速是马赫数与总温的函数，解算公式为：
[0028][0029]式中v
t
为真空速。
[0030]输出信号中马赫数为激励信号全压与静压比值的函数，解算公式为：
[0031][0032]式中，M为马赫数，p
t
为全压。
[0033]输出信号中大气静温是马赫数的函数，解算公式为：
[0034][0035]式中T
s
为静温，T
t
为总温。
[0036]设置评估大气数据模块性能的误差阈值，包括气压高度、动压、指示空速、真空速、马赫数、静温参数的误差阈值。计算大气数据计算机理想响应信号与实际输出信号的差值，以评估大气数据计算机的性能，所有参数的误差差值都在误差阈值内即认为大气数据计算机性能合格，反之为不合格。
[0037]根据大气数据基准系统前端探头的性能验证、大气数据模块的性能验证、以及大气计算机的性能验证三部分的评估结果，来对大气数据基准模块进行总体的性能评估，三个模块性能都合格即认为该大气数据系统性能合格，反之为不合格。
[0038]本专利技术的优点：(1)通过将大气数据基准模块的性能验证分解为对大气数据基准系统前端探头的性能验证、对大气数据模块的性能验证、以及对大气计算机的性能验证三部分，简化了验证技术难度；
[0039](2)通过半物理仿真的性能验证方法，降低了验证成本；
[0040](3)该验证方法具有通用性，可以用于不同类型飞机大气数据系统的性能验证。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面将对本专利技术的是说了中需要使用的附图作简单的解算。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1是本专利技术一实施例的飞行控制系统试验结果的评估方法的原理示意图；
[0043]图2是本专利技术一实施例的飞行控制系统试验结果的评估方法的流程示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法，适用于大气数据系统；所述大气数据系统包括传感器模块、大气数据模块、大气数据计算机模块；所述性能验证方法包括如下步骤：针对所述大气数据系统中的传感器模块施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述传感器模块输出的响应信号；设置评估传感器模块中各个传感器性能的误差阈值，计算施加激励信号与传感器实际输出信号的差值，分别根据计算差值对各个传感器进行性能验证判断，差值在误差阈值范围之内即判断传感器性能合格，反之为不合格；针对所述大气数据系统中的大气数据模块施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述大气数据模块输出的响应信号；设置评估大气数据模块性能的误差阈值，计算大气数据模块理想数字信号与实际输出响应数字信号的差值，差值在误差阈值内即认为大气数据模块性能合格，反之为不合格；针对所述大气数据系统中的大气数据计算机施加激励，并连接信号采集装置；所述信号采集装置用于采集所述大气数据计算机输出的响应信号；设置评估大气数据计算机的误差阈值，计算大气数据计算机理想响应信号与实际输出信号的差值，差值都在误差阈值内即认为大气数据计算机性能合格，反之为不合格；传感器模块、大气数据模块、大气数据计算机模块性能都合格即认为该大气数据系统性能合格，反之为不合格。2.根据权利要求1所述的一种基于半物理仿真的大气数据基准模块性能验证方法，其特征在于，所述传感器模块包括全静压探头、静压探头、全压探头、攻角传感器、总温传感器；所述传感器模块中的全静压探头、静压探头、全压探头对气压敏感，探头输出同样为气压信号，施加激励设备为气泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩文，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：