補(bǔ)碼格式數(shù)據(jù)在民機(jī)試飛數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

摘 要： 為了實(shí)現(xiàn)在不重新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)試飛數(shù)據(jù)處理軟件的前提條件下，正確處理補(bǔ)碼格式的試飛數(shù)據(jù)。通過分析試飛數(shù)據(jù)處理算法和校線的關(guān)系以及試飛數(shù)據(jù)和校線的關(guān)系，利用解析幾何中線性方程橫坐標(biāo)平移不改變縱坐標(biāo)數(shù)值的特性和補(bǔ)碼格式數(shù)值的單調(diào)性，提出了僅對標(biāo)準(zhǔn)校線進(jìn)行恰當(dāng)?shù)匦薷木湍苷_處理補(bǔ)碼格式的試飛數(shù)據(jù)的一種方法。 有效地保障了民機(jī)試飛任務(wù)的順利進(jìn)行，并為以后其他類型的試飛數(shù)據(jù)處理提供了解決思路。

關(guān)鍵詞： 補(bǔ)碼； 校線； 傳感器； 數(shù)據(jù)處理

中圖分類號： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0011?04

隨著我國航空技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)有實(shí)力自主研制民用飛機(jī)，以ARJ21為代表的支線客機(jī)以閃亮登上國際客機(jī)序列的歷史舞臺，即將在國際支線客機(jī)領(lǐng)域里占上一席之地。支線客機(jī)包含復(fù)雜的電子系統(tǒng)，被測試的參數(shù)多達(dá)上萬，所以會(huì)產(chǎn)生多種格式的試飛數(shù)據(jù)。

飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)是支線飛機(jī)研制過程飛行試驗(yàn)中所獲得的最寶貴的科研信息資料，凝聚了設(shè)計(jì)、制造、試飛等多方面技術(shù)人員的心血，甚至冒著生命危險(xiǎn)而取得。飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理[1?2]是飛行試驗(yàn)工程中非常重要的環(huán)節(jié)，直接提供了試飛數(shù)據(jù)結(jié)果。該結(jié)果不僅為支線飛機(jī)的試驗(yàn)定型、鑒定、合格審定等提供最直接的定量依據(jù)，同時(shí)也是被試對象全面、客觀真實(shí)的模型的數(shù)字體現(xiàn)。

試飛數(shù)據(jù)處理結(jié)果是數(shù)據(jù)處理工程師對飛行試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)、解算的結(jié)果。試飛工程師通過分析數(shù)據(jù)處理結(jié)果，得出被試飛機(jī)的性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求、存在哪些不足、以及如何改進(jìn)等結(jié)論，為飛機(jī)定型和改良提供重要的科學(xué)依據(jù)。試飛數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響試飛定型的結(jié)果。

1 補(bǔ)碼的概念和性質(zhì)

1.1 補(bǔ)碼的概念

數(shù)值在計(jì)算機(jī)中表示的形式為機(jī)器數(shù)，計(jì)算機(jī)只能識別0和1，使用的是二進(jìn)制[3]，為了能方便與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，還使用了十六進(jìn)制和八進(jìn)制。下面將介紹為何要引入補(bǔ)碼[4?7]這個(gè)概念。

1.2.3 單調(diào)性

2 試飛數(shù)據(jù)處理算法分析

2.1 校線的概念以及校線和傳感器的關(guān)系

校線是校準(zhǔn)曲線的簡稱，指在規(guī)定條件下，表示被測量值與儀器儀表實(shí)際測得值之間關(guān)系的曲線。它主要包括直線校準(zhǔn)、拋物線校準(zhǔn)，多項(xiàng)式校準(zhǔn)和雙曲線校準(zhǔn)等。

在支線飛機(jī)試飛中，有一部分測試參數(shù)屬于加裝參數(shù)，通過各種類型的傳感器配合測試技術(shù)才能完成對這些參數(shù)的測量工作。下面簡要介紹傳感器的概念和工作原理。

傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。它有有源的和無源的兩類：有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種，不需要外接的能源或激勵(lì)源。無源傳感器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵(lì)能，傳感器承擔(dān)將某個(gè)對象或過程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)（即過程）的。對象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質(zhì)的，也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理，它將對象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測定的電學(xué)量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統(tǒng)加以評測或標(biāo)示。

從傳感器的工作原理可知，傳感器把物理量轉(zhuǎn)化成電信號輸出，電信號通常用電壓表示，而電壓值在采集時(shí)被轉(zhuǎn)換成碼值（16位的整型值），所以，電信號和物理量的對應(yīng)關(guān)系將轉(zhuǎn)換成碼值和物理量的對應(yīng)關(guān)系。在試飛數(shù)據(jù)處理中，碼值和物理量對應(yīng)關(guān)系的點(diǎn)的對數(shù)又被叫做點(diǎn)對校準(zhǔn)曲線。

2.2 校線在試飛數(shù)據(jù)處理算法中的作用

從第2.1節(jié)的介紹中看出，校線實(shí)際上就是測試記錄的試飛數(shù)據(jù)原碼到實(shí)際工程中物理量的對應(yīng)關(guān)系。理論上，點(diǎn)對校準(zhǔn)曲線的點(diǎn)對個(gè)數(shù)越多，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果越準(zhǔn)確。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，不能枚舉所有點(diǎn)對關(guān)系，僅選擇有代表性的幾個(gè)點(diǎn)對關(guān)系。那么如何解算未在校線中出現(xiàn)的原碼的物理量。在試飛數(shù)據(jù)處理技術(shù)中已經(jīng)形成了非常成熟的算法——線性插值[8?9]方法。根據(jù)實(shí)際需要，采用線性內(nèi)插和線性外插相結(jié)合的方式完成所有試飛數(shù)據(jù)原碼到物理量的解算任務(wù)。通常情況下，原碼值被當(dāng)做16位無符號整型數(shù)值進(jìn)行處理。

4 結(jié) 語

本文通過討論校準(zhǔn)曲線和試飛數(shù)據(jù)處理方法的關(guān)系，以及補(bǔ)碼在數(shù)值上單調(diào)性，采用解析幾何中線性方程平移的特性。提出了僅對校準(zhǔn)曲線做一定的修改，就能正確處理補(bǔ)碼格式的試飛數(shù)據(jù)。這種解決方法不用修改標(biāo)準(zhǔn)化的試飛數(shù)據(jù)處理軟件，就能得到正確的試飛數(shù)據(jù)處理結(jié)果，有效地保障了支線飛機(jī)定型試飛任務(wù)的順利進(jìn)行。同時(shí)，也給生成校準(zhǔn)曲線的試飛工程師提供了一種解決類似問題的思路。

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