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题目:直升机协调加载系统总体设计、试验和软件开发

关键词:协调加载;静力试验;疲劳试验;站台;耦合;补偿控制算法;网络通信

  摘要

多点协调加载技术是直升机静力试验和疲劳试验的关键技术,对试件是否同步平衡加载直接影响到施加载荷的精度,影响到测量数据的准确性。多点协调加载是多输入——输出力系统,通道间存在着相互的耦合,如何减少耦合也成为协调加载技术的一个重要难题。为了更好的解决直升机协调加载中的技术难题,在跟踪国内外发展动态和充分消化理解静力、疲劳试验的基础上,研究了全数字结构的直升机协调加载系统,作了以下工作:(1) 针对直升机静力、疲劳试验的特点,提出了系统的总体需求目标和技术指标;(2) 对系统进行了总体设计,系统总体上采用三级分布式结构。第一级为系统管理级,实现试验站台的建立和管理;第二级为多点协调控制级,完成试验谱的实施并根据反馈的变化优化指令;第三级为单通道伺服控制级,采用单片机为控制核心,主要完成单通道的信号发生和数字PID计算。第一级和第二级之间的数据传输采用网络通信;第二及和第三级之间的数据传输采用双口内存实现。(3) 开发控制补偿算法,其中静踏步主要用于静力试验的同步加载;峰谷控制、幅相控制及任意终值用于不同的疲劳试验,这些方法实用而有效,对减少通道间的相互耦合具明显的效果。(4) 开发出适用于部件和全机静力、疲劳试验的软件系统。软件包括管理级的站台建立、站台管理;协调控制级的多点协调控制软件——TestControler;伺服通道级的单通道控制软件。(5) 通过试验验证了系统的功能和技术指标;验证了不同补偿控制算法的有效性。