【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空器地面测试，具体涉及一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统及方法。
技术介绍
1、全电飞机尚处于发展初期，电源系统提供飞机的能量，与动力系统、飞控系统具备了强耦合，其重要性较传统飞机大幅度提高，目前全电飞机的测试仍以传统的电源系统测试方法为主，如何提高全电飞机电源系统的测试能力，仍在探索之中。
2、传统的电源系统测试方法主要存在的问题有：(1)静态测试为主，对飞机动态性能测试不足；(2)电源系统负载变化与飞行工况耦合度低，未将飞控、动力与电源系统耦合；(3)测试工况真实度不足；(3)电源系统鲁棒性测试不足。
技术实现思路
1、专利技术目的：提供一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统及方法，真实的模拟飞机飞行过程的负载变化情况，提高电源系统动态测试能力。
2、技术方案：
3、一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，包括：操纵组件、视景、飞行仿真系统、负载仿真系统、信号采集系统，
4、其中，操纵组件包含方向盘、驾驶柱、脚蹬、襟翼控制、油门杆，
5、视景用于提供环境仿真能力，接收飞行仿真参数，模拟飞机的飞行工况；
6、飞行仿真系统用于依据方向盘、驾驶柱、脚蹬、油门杆、襟翼参数以及设置的大气、姿态、配平点初始信息，输出飞机三轴角速率、舵面角度、电动机转速、飞机姿态并为视景提供飞行参数；
7、负载仿真系统包括数字负载仿真、物理负载仿真，其中，数字负载仿真用于依据飞行仿真系统输出的
8、信号采集系统用于采集飞行状态点信息、配电系统电压电流信息、被试电源状态，对数据进行脉动、畸变行分析，评估系统鲁棒性。
9、进一步地，数字负载仿真包括：舵面负载功率计算、电动机功率计算、飞行阶段基础功率计算。
10、进一步地，舵面负载功率计算将飞机姿态、舵面运动结合舵机参数对负载进行拟合计算，对舵机负载的瞬时功率模拟，采用固定力矩加气动力矩与舵面偏转速度拟合的方式，其中气动力矩通过飞机的三轴角速度进行拟合。
11、进一步地，副翼负载功率计算为：
12、
13、其中，pa(n):副翼舵机时刻n的瞬时功率；ma：副翼电机额定扭矩或空载情况下依据电机实测数据，k1a*ma＝实测功率/角速度；k1a：依据电机特性，一般取1～2.5之间；p(n):时刻n的飞机滚转角速度；δa(n):时刻n的副翼角度；k2a:依据实测数据或飞机气动计算进行估算。
14、进一步地，方向舵负载功率计算为：
15、
16、其中，pr(n):方向舵电机时刻n的瞬时功率；mr：方向舵电机额定扭矩或空载情况下依据电机实测数据，k1r*mr＝实测功率/角速度；k1r：依据电机特性，一般取1～2.5之间；r(n):时刻n的飞机航向角速度；δr(n):时刻n的方向舵角度；k2r:依据实测数据或飞机气动计算进行估算。
17、进一步地，升降舵负载功率计算为：
18、
19、其中，pe(n):升降舵电机时刻n的瞬时功率；me：升降舵电机额定扭矩或空载情况下依据电机实测数据，k1e*me＝实测功率/角速度；k1e：依据电机特性，一般取1～2.5之间；q(n):时刻n的飞机俯仰角速度；δe(n):时刻n的升降舵角度；k2e:依据实测数据或飞机气动计算进行估算。
20、进一步地，襟翼电机瞬时负载功率计算为：
21、
22、其中，pj(n):襟翼电机瞬时功率；k1j：襟翼电机经验调节参数或空载情况下依据电机实测数据，k1j*mj＝实测功率/角速度；mj：襟翼电机额定功率；ωj(n)：时刻n的襟翼角度。
23、一种基于负载动态仿真的全电飞机电源系统测试方法，所述方法借助于上述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统执行，所述方法包括：
24、s1：对飞行仿真系统进行设置，设置飞机空速、大气高度、姿态角、襟翼角度、油门参数等飞行参数；
25、s2：启动模拟飞行；
26、s3：接收视景的视觉辅助，真实操纵驾驶盘进行左右阶跃操作、左右周期性操作；操纵驾驶柱进行前后阶跃操作、前后周期性操作；操纵脚蹬进行左右阶跃操作、左右周期性操作；
27、依据试验任务进行剖面飞行或依据试验任务设置仿真信号模拟理想阶跃、周期信号；
28、s4：收集驾驶盘位移曲线、驾驶柱位移曲线、脚蹬位移曲线，飞机俯仰角速率、航向角速率、横滚角速率，配电系统性能检测点的电压和电流曲线，被试电源的实时输出电压和电流，负载各通道的实时电压和电流；
29、s5：对电压脉动、电压畸变、电压值进行分析，评估系统鲁棒性。
30、进一步地，s5中，电压畸变分析以1s为一个周期，以10ms递进，求解畸变系数，进行正弦插值后进行拟合曲线的观察分析。
31、进一步地，s5中，电压脉动分析，以1s为一个周期，以10ms递进，求解脉动幅值，进行正弦插值后进行拟合曲线的观察分析。
32、有益效果：
33、本专利技术专利提出了一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统及方法，为全电飞机电源系统测试提供了新思维，对全电飞机电源系统地面试验提供了有力支撑。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，包括：操纵组件、视景、飞行仿真系统、负载仿真系统、信号采集系统，
2.根据权利要求1所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，数字负载仿真包括：舵面负载功率计算、电动机功率计算、飞行阶段基础功率计算。
3.根据权利要求2所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，舵面负载功率计算将飞机姿态、舵面运动结合舵机参数对负载进行拟合计算，对舵机负载的瞬时功率模拟，采用固定力矩加气动力矩与舵面偏转速度拟合的方式，其中气动力矩通过飞机的三轴角速度进行拟合。
4.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，副翼负载功率计算为：
5.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，方向舵负载功率计算为：
6.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，升降舵负载功率计算为：
7.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，襟翼电机
8.一种基于负载动态仿真的全电飞机电源系统测试方法，所述方法借助于权利要求1-7中任一项所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统执行，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的全电飞机电源系统测试方法，其特征在于，s5中，电压畸变分析以1s为一个周期，以10ms递进，求解畸变系数，进行正弦插值后进行拟合曲线的观察分析。
10.根据权利要求8所述的全电飞机电源系统测试方法，其特征在于，s5中，电压脉动分析，以1s为一个周期，以10ms递进，求解脉动幅值，进行正弦插值后进行拟合曲线的观察分析。
...【技术特征摘要】
1.一种基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，包括：操纵组件、视景、飞行仿真系统、负载仿真系统、信号采集系统，
2.根据权利要求1所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，数字负载仿真包括：舵面负载功率计算、电动机功率计算、飞行阶段基础功率计算。
3.根据权利要求2所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，舵面负载功率计算将飞机姿态、舵面运动结合舵机参数对负载进行拟合计算，对舵机负载的瞬时功率模拟，采用固定力矩加气动力矩与舵面偏转速度拟合的方式，其中气动力矩通过飞机的三轴角速度进行拟合。
4.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，副翼负载功率计算为：
5.根据权利要求3所述的基于负载动态仿真的全电飞机电源测试系统，其特征在于，方向舵负载功率计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：墙博林，李辉，马涛，邹笑浪，张建国，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：
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