一種多通道輸出信號(hào)切換控制技術(shù)

趙嬋 呂帥帥 盛鍇

摘 要：在某型機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)中，加載載荷由機(jī)體結(jié)構(gòu)載荷和主起落架載荷構(gòu)成，試驗(yàn)時(shí)機(jī)體結(jié)構(gòu)載荷與主起落架載荷按照試驗(yàn)順序輪流加載。該試驗(yàn)項(xiàng)目采取前起-主起支持方式約束試驗(yàn)件，主起落架垂向載荷采用被動(dòng)加載的方式。在前期調(diào)試過(guò)程中，由于起落架假輪的變形、試驗(yàn)加載誤差、其余加載點(diǎn)累積誤差等原因，主起落架載荷理論上被動(dòng)加載到最大值時(shí)，主起假輪垂向傳感器反饋比理論值小很多，基于此提出了被動(dòng)加載點(diǎn)的主動(dòng)控制技術(shù)，并在試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：加載載荷；誤差消除；主動(dòng)控制；信號(hào)切換

中圖分類號(hào)：TP391.4TP 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0139-02

Abstract： In the fatigue test of a certain type of aircraft， the loading load is composed of the structural load of the body and the load of the main landing gear， and the structural load of the body and the load of the main landing gear are loaded in turn according to the test sequence during the test. The test item adopts the mode of "front landing - main landing" supporting method to constrain the test article， and the vertical load of the main landing gear adopts the mode of passive loading. In the early debugging process， due to the deformation of the landing gear false wheel， the test loading error and the accumulated error of the other loading points， the load of the main landing gear is theoretically passively loaded to the maximum value. The feedback of the vertical sensor of the main wheel is much smaller than the theoretical value. Based on this， the active control technology of the passive loading point is proposed and verified in the experiment.

Keywords： loading load； error elimination； active control； signal switching

1 概述

全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)作為一種傳統(tǒng)的、可靠的驗(yàn)證手段，一直占據(jù)著不可替代的重要位置。試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)試驗(yàn)件施加的外載理論上應(yīng)是平衡的。但由于加載誤差和結(jié)構(gòu)變形的影響，試驗(yàn)件上會(huì)產(chǎn)生少量不平衡力和力矩。為了保持試驗(yàn)件的姿態(tài)，保證試驗(yàn)載荷的施加，必須支持并約束試驗(yàn)件，通常要求支持和約束是靜定的。

在靜定約束的情況下，無(wú)論約束點(diǎn)是否參與了全機(jī)平衡，它的載荷反饋總是真實(shí)存在的，約束點(diǎn)處的載荷反饋在試驗(yàn)前可以通過(guò)理論計(jì)算得到。試驗(yàn)過(guò)程中，由于加載誤差、安裝誤差、計(jì)算誤差、扣重誤差及飛機(jī)的變形等因素影響，實(shí)際約束點(diǎn)載荷往往與理論計(jì)算結(jié)果不一致。

在某型機(jī)全機(jī)狀態(tài)疲勞試驗(yàn)中，按照設(shè)計(jì)者要求，需要對(duì)約束點(diǎn)施加載荷，施加方式為主起落架垂向載荷采用被動(dòng)加載。但在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)主起假輪垂向傳感器反饋比理論值小很多，為了解決該問(wèn)題，需其他方面技術(shù)支持，如控制設(shè)備功能、控制通道改造等，在目前所使用Aero-90協(xié)調(diào)加載控制系統(tǒng)無(wú)相應(yīng)軟件功能，并且若對(duì)控制設(shè)備控制通道進(jìn)行改裝，較為繁瑣。通過(guò)分析及研討，研制出一種多通道間輸出信號(hào)相互切換的控制器，通過(guò)該控制器把控制系統(tǒng)及試件上的加載點(diǎn)相連接，能簡(jiǎn)便、快速、安全實(shí)現(xiàn)該被動(dòng)加載點(diǎn)的主動(dòng)控制技術(shù)，節(jié)約時(shí)間、人力、物力及資金等，提高工作效率，并且達(dá)到試驗(yàn)所需要求，并為以后類似的問(wèn)題提供良好的技術(shù)支持。

2 總體方案

如圖1所示，是本技術(shù)的系統(tǒng)框圖。多通道輸出信號(hào)切換控制器包括信號(hào)輸入面板，信號(hào)切換裝置和信號(hào)輸出面板[1]。其中，信號(hào)輸入面板包括輸入信號(hào)1、輸入信號(hào)2、24V電源信號(hào)和控制信號(hào)；信號(hào)輸出面板包括輸出信號(hào)和切換燈。

3 原理分析

如圖2所示，該控制器包括輸入插座（1），HH54P繼電器（2），輸出插座（3）， 輸入插座（4），切換顯示燈（5），控制信號(hào)插座（6），24V電源顯示燈（7），24V電源插座（8）；輸入信號(hào)1插座接入繼電器的第2、5、10位，輸入信號(hào)2插座接入繼電器的第4、7、8位，輸出信號(hào)插座接入繼電器的第3、6、9位，24V電源插座接入繼電器的第1和11位。

輸入信號(hào)1、輸入信號(hào)2與繼電器連接，當(dāng)試驗(yàn)加壓時(shí)，該控制器的電源指示燈將亮起，這時(shí)，若控制輸入信號(hào)為“1”時(shí)，24V電源為繼電器供電，繼電器輸出信號(hào)為輸入信號(hào)1，同時(shí)切換燈與24V電源形成回路，切換燈亮起；控制輸入信號(hào)為“0”時(shí)，24V電源不給繼電器供電，繼電器輸出信號(hào)為輸入信號(hào)2，切換燈滅。可以根據(jù)試驗(yàn)需要，可以再增加一個(gè)繼電器，輸入信號(hào)增加兩路，則輸出信號(hào)再可增加一路[2]，以此類推。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)試驗(yàn)需求，進(jìn)行了實(shí)物的研發(fā)與制作。成品如圖3所示。為了確保試驗(yàn)件的安全，制作完成后，進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，首先做了功能測(cè)試，并進(jìn)行了72小時(shí)的通電考機(jī)，功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，電路工作正常，元件工作穩(wěn)定。接著在某型飛機(jī)疲勞試驗(yàn)中進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。

為了保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行，將多通道輸出信號(hào)切換控制器串聯(lián)接入控制回路中。根據(jù)試驗(yàn)需要在控制系統(tǒng)中設(shè)定轉(zhuǎn)換的時(shí)間，再由控制系統(tǒng)的數(shù)字輸出控制24V電源信號(hào)的通。從而實(shí)現(xiàn)繼電器對(duì)輸出信號(hào)的選擇，現(xiàn)場(chǎng)人員由切換顯示燈可直接察看是哪路輸入信號(hào)在進(jìn)行輸出。如圖4所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)加載點(diǎn)的主動(dòng)控制技術(shù)，目前在多項(xiàng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)中應(yīng)用，均達(dá)到試驗(yàn)所需要求。節(jié)省了人力資源，為試驗(yàn)過(guò)程中的誤差消除提供了極大的便利。該技術(shù)也可運(yùn)用于其他領(lǐng)域類似的輸出信號(hào)切換，具有可靠性高，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，為以后該類問(wèn)題提供了良好的技術(shù)支持，對(duì)于更復(fù)雜的項(xiàng)目具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]路秋生.LED照明與應(yīng)用[J].燈與照明，2009，33（4）：24-28.

[2]趙明洪，王敏錫，陳凱亞，等.高效率線性功率放大器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2010（1）：95-98.