一种飞控系统试验数据处理分析方法技术方案

本发明专利技术涉及一种飞控系统试验数据处理分析方法，获取飞控系统试验数据,至少包括操纵过程中的操纵力、操纵位移、舵面偏度参数的时间历程数据；组成数组并赋给(X,Y)，根据精度要求以及试验数据大小范围，确定图像矩阵T的行列数；并对圆整后的数据按照精度距离沿着时间序列进行插值填充；将插值填充后的数据映射到图像矩阵T，并计算矩阵T每行元素的数值之和Z；按照杆力空行程、传动空行程、摩擦力以及系统的滞回环参数的定义读取相应的Z值，即可得到相应的数值。该方法可以大大提高数据读取效率，可以克服进程数据和回程数据不能完全对齐的缺点，提高数据读取的准确度。提高数据读取的准确度。提高数据读取的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种飞控系统试验数据处理分析方法


[0001]本专利技术属于航空工程试验领域，具体涉及一种飞控系统试验数据处理分析方法。

技术介绍

[0002]在飞行控制系统研发设计过程中，需要测量飞行控制系统杆力空行程、传动空行程、摩擦力以及系统的滞回环等参数。杆力空行程(Δx
f
)指操纵力为零时，驾驶杆手柄或脚蹬的行程范围，见图1。传动空行程(Δx
δ
)指操纵面偏度为零时，驾驶杆手柄或脚蹬的行程范围，见图2。摩擦力(f)为正反行程杆力差最大值的一半，见图3。系统滞回环Δx
max
是指同一指令信号时，进程和回程舵面偏度差的最大值，见图4。
[0003]为了获取上述参数，试验人员常规思路一般采用的方法有两种：
[0004]一种是“零位加力法”，即将操纵机构的输出端(或舵面)固定在零位，在操纵机构手握点处分别施加正反两个方向的载荷(该载荷稍大于操纵机构摩擦力)，测量操纵机构活动范围，从而获取杆力空行程和传动空行程。
[0005]另一种方法是“连续操纵法”，即全行程范围内，操纵驾驶盘(驾驶杆或脚蹬)或利用仿真指令控制舵面运动一个周期，通过采集设备采集操纵力、操纵位移、指令信号和舵面偏度数据，然后绘制杆力
‑
杆位移关系曲线、操纵位移
‑
舵面偏度关系曲线、指令信号
‑
舵面偏度关系曲线。从曲线图上拾取杆力空行程、传动空行程、摩擦力和系统滞回环。
[0006]无论是哪种试验方法，在试验测试过程中，试验人员通过测量设备采集到的数据是一组随时间变化的离散的数据点集。在读取杆力空行程、传动空行程、摩擦力和滞环等数据时，现有的方式是通过绘制出曲线图，从曲线图上人工读取这些参数值。在读取这些参数值时，数据是离散的数据点，进程数据和回程数据在坐标轴的竖直方向或平横方向并不能完全对齐，人工读取存在一定的误差。另因试验数据量巨大，人工读取数据费时费力，效率极低。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的：本专利技术提供一种自动化快速读取杆力空行程、传动空行程、摩擦力和滞回环等数据值的方法。该方法可以大大提高数据读取效率，可以克服进程数据和回程数据不能完全对齐的缺点，提高数据读取的准确度。
[0008]技术方案：一种飞控系统试验数据处理分析方法，首先获取飞控系统试验数据；获取过程是：操纵飞机驾驶杆、驾驶盘或脚蹬一个循环，通过测量设备采集操纵过程中的操纵力、操纵位移、舵面偏度(或操纵机构输出位移)等参数的时间历程数据；
[0009]将操纵位移和操纵力组成的数组或操纵位移和舵面偏度组成的数组赋给(X，Y)，并对幅值后的试验数据(X，Y)进行平滑处理；计算出X和Y的最大值与最小值；
[0010]根据精度要求以及试验数据大小范围，确定图像矩阵T的行列数；
[0011]将平滑后的试验数据，按照精度要求进行圆整，并对圆整后的数据按照精度距离沿着时间序列进行插值填充；
[0012]根据数值的大小，将插值填充后的数据映射到图像矩阵T，将T相对应的元素赋值为1；将矩阵T中其他未映射到的元素赋值为0。
[0013]通过检索矩阵T，将每行处于数值为1元素之间的元素赋值为1，并计算矩阵T每行元素的数值之和Z；
[0014]按照杆力空行程、传动空行程、摩擦力以及系统的滞回环等参数的定义读取相应的Z值，即可得到相应的数值。
[0015]数据处理流程包括如下步骤：
[0016]步骤1：获取试验测量数据(X，Y)，将试验数据(X，Y)进行平滑处理，得到(X
t
，Y
t
)。
[0017]步骤2：计算X
min
、X
max
、Y
min
、Y
max
。
[0018]步骤3：根据测量计算精度要求，确定X、Y的图像矩阵的行精度α和列精度β。
[0019]步骤4：计算X、Y的图像矩阵T的行数和列数，定义T的初始值为二维0矩阵。
[0020]行数：
[0021]列数：
[0022]步骤5：确定(X
t
，Y
t
)在T中对应的元素T
i，j
，并将该元素赋值为1。
[0023][0024][0025]步骤6：沿着时间，通过插值计算，填充(X
t
，Y
t
)和(X
t+1
，Y
t+1
)之间的图像间隙，可插值点数n：
[0026](n必须不小于1，否则n＝0)
[0027]插值点(X
′
t
，Y
′
t
)：
[0028]X
′
t
＝X
t
+kα，k≤n
[0029][0030]步骤7：确定插值点(X
′
t
，Y
′
t
)在T
i，j
中对应的元素T
i+k，j+l
，并将该元素赋值为1。其中f：
[0031][0032]步骤8：找出矩阵T
i，j
每行中值为1的元素，并将这些元素之间的0值元素赋值为1。
[0033]步骤9：计算矩阵T
i，j
每行元素值之和Z
i.
和每列元素之和Z
.j
：
[0034][0035][0036]步骤10：计算杆力空行程、传动空行程、摩擦力或滞回环。
[0037]杆力空行程：
[0038]Δx
f
＝α
·
Z
.j
(当时，Y为操纵力)
[0039]传动空行程：
[0040]Δx
δ
＝α
·
Z
.j
(当时，Y为舵面偏度)
[0041]滞回环：
[0042]Δx
max
＝β
·
max{Z
i.
}
[0043]摩擦力：
[0044][0045]有益技术效果：本专利技术提供一种自动化快速读取杆力空行程、传动空行程、摩擦力和滞回环等数据值的方法。该方法在处理杆力空行程、传动空行程、摩擦力和滞回环等数据时，克服了人工读取效率低的弊端，同时消除了人工处理数据时由于主观因素导致的误差，提高了工作效率和试验结果的准确度。
附图说明
[0046]图1为杆力空行程定义示意图；
[0047]图2为传动空行程定义示意图；
[0048]图3为摩擦力定义示意图；
[0049]图4为滞回环定义示意图；
[0050]图5为流程图；
[0051]图6为试验数据映射后的矩阵T；
[0052]图7为插值后的的矩阵T；
[0053]图8为填充后的矩阵T。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞控系统试验数据处理分析方法，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：步骤S1、获取飞控系统试验数据,至少包括操纵过程中的操纵力、操纵位移、舵面偏度参数的时间历程数据；步骤S2、将操纵位移和操纵力组成的数组或操纵位移和舵面偏度组成的数组赋给(X,Y)，计算出X和Y的最大值与最小值；步骤S3、根据精度要求以及试验数据大小范围，确定图像矩阵T的行列数；步骤S4、将平滑后的试验数据，按照精度要求进行圆整，并对圆整后的数据按照精度距离沿着时间序列进行插值填充；步骤S5、根据数值的大小，将插值填充后的数据映射到图像矩阵T，将T相对应的元素赋值为1；将矩阵T中其他未映射到的元素赋值为0；步骤S6、通过检索矩阵T，将每行处于数值为1元素之间的元素赋值为1，并计算矩阵T每行元素的数值之和Z；步骤S7、按照杆力空行程、传动空行程、摩擦力以及系统的滞回环参数的定义读取相应的Z值，即可得到相应的数值。2.如权利要求1所述的一种飞控系统试验数据处理分析方法，其特征在于，步骤S2中，获取试验测量数据(X,Y)后，将试验数据(X,Y)进行平滑处理，得到(X
t
,Y
t
)；计算出X
min
、X
max
、Y
min
、Y
max
。3.如权利要求2所述的一种飞控系统试验数据处理分析方法，其特征在于，根据测量计算精度要求，确定X、Y的图像矩阵的行精度α和列精度β。4.如权利要求3所述的一种飞控系统试验数据处理分析方法，其特征在于，计算X、Y的图像矩阵T的行数和列数，定义T的初始值为二维0矩阵；行数：列数：5.如权利要求4所述的一种飞控系统试验数据处理分析方法，其特征在于，进行插值填充的过程是：确定(X
t
,Y
t
)在T中对应的元素T
i,j
，并将该元素赋值为1；，并将该元素赋值为1；沿着时间，通过插值计算，填充(X
t
，Y
t
)和(X
t+1
，Y
t+1
)之间的图像间隙，可插值点数n：其中，n必须不小于1，否则n＝0；插值点(X
′
t
,Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：周侣勇，孙银娣，李阳，刘梦超，严超，王风，刘赟跃，王鹏云，墙博林，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：