【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空空气动力学风洞试验，具体涉及一种低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法。
技术介绍
1、风洞支撑系统在进行风洞试验前，通常需要对所支撑的试验模型进行调水平，以使模型处于水平状态，目前大都是利用水平仪人工调整，但低速风洞的直径往往比较小，比如试验段直径为1.2m、试验段长度为1.2m，允许角度机构占地为1.2m*1.2m的方形区域，面积较小，这类风洞系统，人工找水平作业非常困难，效率低下。
2、另外，现有低速风洞三自由度支撑系统在风洞试验过程中调节模型姿态时通过编码器测量模型的角度，但对于攻角机构，由于编码器测量的是电机轴的转角，而电机轴到负载端经过减速器、弯刀等众多机构连接，同时对于滚转机构，电机轴到负载端也要经过减速器连接，所以所测得的滚转角度和攻角角度并不能准确反应模型真实的姿态，而是包括了传动链的误差，特别是在负载做往复换向运动时传动链误差会对检测结果有较大影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术所存在的低速风洞三自由度支撑系统通过人工对试验模型调水平而导致找水平作业困难以及采用编码器测姿态角而导致不能准确反应模型真实姿态角的不足之处，而提供了一种低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，该方法利用双轴加速度计对飞行器模型自动调水平，操作简便，并且结合加速度计和编码器测量模型姿态角，提高了模型姿态角的测量精确度。
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
3、一种低速风洞三
4、步骤1，在支撑系统的支杆上设置双轴加速度计，使得双轴加速度计的第一敏感轴与支撑系统所支撑的飞行器模型的俯仰轴线平行，第二敏感轴与飞行器模型的滚转轴线平行；
5、步骤2，控制支撑系统的滚转电机，使第一敏感轴的输出值为零，并控制支撑系统的攻角电机，使第二敏感轴的输出值为零，从而实现飞行器模型的调水平；
6、步骤3，在风洞试验过程中，当支撑系统带动飞行器模型运动后，根据双轴加速度计的测量值以及用于检测飞行器模型滚转角的第一编码器的测量值和用于检测飞行器模型攻角的第二编码器的测量值，判断飞行器模型的实际滚转角和实际攻角，包括以下子步骤：
7、步骤3.1，获取由第一敏感轴检测的滚转角和由第一编码器检测的滚转角，并获取由第二敏感轴检测的攻角和由第二编码器检测的攻角；
8、步骤3.2，确定飞行器模型的实际滚转角和实际攻角，包括以下子步骤：
9、步骤3.2.1，当由第一编码器检测的滚转角大于第一阈值时，以由第一编码器检测的滚转角作为飞行器模型的实际滚转角；当由第二编码器检测的攻角大于第一阈值时，以由第二编码器检测的攻角作为飞行器模型的实际攻角；
10、步骤3.2.2，当由第一编码器检测的滚转角小于第二阈值时，以由第一敏感轴检测的滚转角作为飞行器模型的实际滚转角；当由第二编码器检测的攻角小于第二阈值时，以由第二敏感轴检测的攻角作为飞行器模型的实际攻角；
11、步骤3.2.3，当由第一编码器检测的滚转角介于第二阈值与第一阈值之间时，判断由第一编码器检测的滚转角速度是否小于零，如果小于，则以由第一敏感轴检测的滚转角作为飞行器模型的实际滚转角，如果不小于，则以由第一编码器检测的滚转角作为飞行器模型的实际滚转角；当由第二编码器检测的攻角介于第二阈值与第一阈值之间时，判断由第二编码器检测的俯仰角速度是否小于零，如果小于，则以由第二敏感轴检测的攻角作为飞行器模型的实际攻角，如果不小于，则以由第二编码器检测的攻角作为飞行器模型的实际攻角。
12、进一步地，步骤3.2包括确定第一阈值和第二阈值的步骤3.2.0，包括以下子步骤：
13、步骤3.2.0.1，根据双轴加速度计的线性度，选取一角度作为判断界限值；
14、步骤3.2.0.2，以判断界限值加第一扩展值作为第一阈值，并以判断界限值减第二扩展值作为第二阈值。
15、进一步地，在步骤3.2.0.2中，将第一扩展值和第二扩展值取相同的值。
16、进一步地，在步骤3.2.0.2中，将第一扩展值和第二扩展值都取为0.1。
17、进一步地，在步骤3.2.0中：将判断界限值取为5°；并将第一阈值取值为5.1°，将第二阈值取值为4.9°。
18、进一步地，步骤1包括以下子步骤：
19、步骤1.1，在支杆上加工一平面，该平面与由飞行器模型的滚转轴线和俯仰轴线形成的面平行；
20、步骤1.2，将双轴加速度计的底面安装在该平面上。
21、本专利技术的优点是：
22、本专利技术的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，利用设置在试验模型支杆上的双轴加速度计对飞行器模型进行自动调水平，节省了人力，操作简便，效率高；并且基于双轴加速度计的测量线性度较好的检测范围选取第一阈值和第二阈值，将这两个阈值与由检测模型滚转角的第一编码器测得的滚转角和由检测模型攻角的第二编码器测得的攻角进行比较，选取双轴加速度计的第一敏感轴检测的滚转角或第一编码器的测量值作为模型的实际滚转角，并选取双轴加速度计的第二敏感轴检测的攻角或第二编码器的测量值作为模型的实际攻角，提高了风洞动态试验中飞行器模型姿态角的测量精度。
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1.一种低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，步骤3.2包括确定所述第一阈值和所述第二阈值的步骤3.2.0，包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，在步骤3.2.0.2中，将所述第一扩展值和所述第二扩展值取相同的值。
4.根据权利要求2所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，在步骤3.2.0.2中，将所述第一扩展值和所述第二扩展值都取为0.1。
5.根据权利要求2所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，在步骤3.2.0中：将所述判断界限值取为5°；并将所述第一阈值取值为5.1°，将所述第二阈值取值为4.9°。
6.根据权利要求1或2所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，步骤1包括以下子步骤：
【技术特征摘要】
1.一种低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，步骤3.2包括确定所述第一阈值和所述第二阈值的步骤3.2.0，包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的低速风洞三自由度支撑系统自动调水平及测姿态的方法，其特征在于，在步骤3.2.0.2中，将所述第一扩展值和所述第二扩展值取相同的值。
4.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，郑仔钰，刘海锋，于蓬勃，李小瑞，缑进，
申请(专利权)人：西安鼎正测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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