[发明专利]一种飞机主动侧杆系统在中立位附近的杆力防抖动方法

摘要

本发明公开了一种飞机主动侧杆系统在中立位附近的杆力防抖动方法，针对飞机主动侧杆的主动模式，通过在中立位和中立位死区末端设置杆力过渡指令，使杆力不会突变，解决主动侧杆在中立位附近的抖动问题，提高了飞机驾驶员操纵手感。

主权项

1.一种飞机主动侧杆系统在中立位附近的杆力防抖动方法，所述飞机主动侧杆系统包含监控模块和侧杆模块；所述监控模块用于发送指令给所述侧杆模块，并控制存储和显示侧杆模块的实时状态信息；所述侧杆模块包含主动侧杆、第一微控制单元和第二微控制单元；所述主动侧杆包含主动侧杆手柄、杆力传感器、主动侧杆杆体、第一轴、第二轴、第一轴承和第二轴承；所述第一轴、第二轴采用内外框的形式，第一轴为内框轴，第二轴为外框轴，第一轴能够在第二轴的上下滑槽滑动；所述第一轴的一端与孔输出直角换向减速器的输出孔通过键连接，所述第一轴的另一端与第一轴承承载；所述第二轴的一端与轴输出直角换向减速器的输出轴通过键连接，所述第二轴的另一端与第二轴承承载；所述主动侧杆杆体的下端与第一轴固连，上端与杆力传感器的底部固连，杆力传感器的顶部与主动侧杆手柄固连；所述杆力传感器采用二维电阻应变片式杆力传感器，分别对应第一轴上的力和第二轴上的力；所述手柄上设有用于切换侧杆模块的工作模式的切换开关，所述工作模式包含主动模式、随动模式、配平模式以及被动模式；所述第一微控制单元包含第一旋转变压器、第一直角换向减速器、第一力矩电机、第一微控制器、第一PWM电机驱动模块、第一手柄力调制信号电路、第一旋转变压器信号调制电路；所述第一旋转变压器的转子与第一力矩电机转轴连接，定子与第一力矩电机的外壳连接，输出端与第一旋转变压器信号调制电路输入端相连，用于测量第一力矩电机输出轴的转角，并将其传递给所述第一微控制器；所述第一直角换向减速器通过法兰盘固定在主动侧杆机箱上，输出孔与第一轴的一端连接，输入孔与第一力矩电机输出轴的一端连接；所述第一手柄力调制信号电路的输入端与杆力传感器电路电气相连；所述第一PWM电机驱动模块输出端与所述第一力矩电机电气相连；所述第一微控制器分别和第一手柄力调制信号电路的输出端、第一PWM电机驱动模块的输入端、第一旋转变压器信号调制电路的输出端、杆力传感器、以及监控模块电气相连，用于根据获得的杆力传感器在第一轴上的杆力输出信号、第一旋转变压器信号调制电路的转角信号输出PWM波到第一PWM电机驱动模块，控制第一力矩电机的运行，同时通过自身所带的串口功能与监控模块进行串口通信，向监控模块传送侧杆模块的状态信息；所述第二微控制单元包含第二旋转变压器、第二直角换向减速器、第二力矩电机、第二微控制器、第二PWM电机驱动模块、第二手柄力调制信号电路、第二旋转变压器信号调制电路；所述第二旋转变压器的转子与第二力矩电机转轴连接，定子与第二力矩电机的外壳连接，输出端与第二旋转变压器信号调制电路输入端相连，用于测量第二力矩电机输出轴的转角，并将其传递给所述第二微控制器；所述第二直角换向减速器通过法兰盘固定在主动侧杆机箱上，输出轴与第二轴的一端连接，输入孔与第二力矩电机输出轴的一端连接；所述第二手柄力调制信号电路的输入端与杆力传感器电路电气相连；所述第二PWM电机驱动模块输出端与所述第二力矩电机电气相连；所述第二微控制器分别和第二手柄力调制信号电路的输出端、第二PWM电机驱动模块的输入端、第二旋转变压器信号调制电路的输出端、杆力传感器、以及监控模块电气相连，用于根据获得的杆力传感器在第二轴上的杆力输出信号、第二旋转变压器信号调制电路的转角信号输出PWM波到第二PWM电机驱动模块，控制第二力矩电机的运行，同时通过自身所带的串口功能与监控模块进行串口通信，向监控模块传送侧杆模块的状态信息；其特征在于，所述在中立位附近的杆力防抖动方法包含以下步骤：步骤A.1)，飞行员设置主动侧杆的中立位；步骤A.2)，设置主动侧杆中立位附近位置的死区阈值；步骤A.3)，设置主动侧杆在死区阈值处的启动力；步骤A.4)，进行杆力过渡步骤4.1)，通过第一旋转变压器得到主动侧杆第一轴的转角；步骤4.2)，如果主动侧杆第一轴的转角小于等于所述死区阈值；步骤4.2.1)，将主动侧杆第一轴的转角除以所述死区阈值后乘以所述启动力，得到主动侧杆第一轴的目标杆力；步骤4.2.2)，第一微控制器获得的杆力传感器在第一轴上的杆力输出信号，得到主动侧杆在第一轴上的实际杆力；步骤4.2.3)，保持主动侧杆在第一轴上的杆力方向不变，将主动侧杆第一轴的目标杆力和主动侧杆第一轴的实际杆力作差后输入力矩环进行调节，进行主动侧杆在第一轴上的杆力闭环控制，使得主动侧杆在第一轴上的实际杆力等于主动侧杆在第一轴上的目标杆力；步骤4.3)，通过第二旋转变压器得到主动侧杆第二轴的转角；步骤4.4)，如果主动侧杆第二轴的转角小于等于所述死区阈值；步骤4.4.1)，将主动侧杆第二轴的转角除以所述死区阈值后乘以所述启动力，得到主动侧杆第二轴的目标杆力；步骤4.4.2)，第二微控制器获得的杆力传感器在第二轴上的杆力输出信号，得到主动侧杆在第二轴上的实际杆力；步骤4.4.3)，保持主动侧杆在第二轴上的杆力方向不变，将主动侧杆第二轴的目标杆力和主动侧杆第二轴的实际杆力作差后输入力矩环进行调节，进行主动侧杆在第二轴上的杆力闭环控制，使得主动侧杆在第二轴上的实际杆力等于主动侧杆在第二轴上的目标杆力。