電傳操縱系統內場集成測試技術研究

張磊磊++查振興

摘 要：電傳操縱（Fly-by-wire）系統是一種先進的飛機綜合控制系統，但針對此類系統的內場集成測試技術尚無過多可參考的示例。本文旨在通過對該項技術的探索與研究，制定電傳操縱系統內場集成測試方案，希望可供實際工作參考。

關鍵詞 ：電傳操縱系統；內場集成測試

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A

1 淺析電傳操縱系統

電傳操縱是一種先進的飛機綜合控制系統，它能夠顯著的提高飛行性能，改善操縱穩定品質，減輕飛機重量、提高作戰效能、降低飛行成本功能。飛行器操縱系統從最初的機械操縱到如今的電傳操縱，主要經歷了機械操縱系統、助力操縱系統、增穩系統、控制增穩系統和電傳操縱系統幾個階段。

若在控制增穩系統中增加一個離合器，在不使用機械部分的時候自動斷開，這就是準電傳操縱系統。把機械部分全部去掉，把全部權限交給控制增穩，這就是純電傳操縱系統。電傳操縱系統是一個全時間、全權限的飛行操縱系統，它是把駕駛員的主操縱系統和飛行自動控制系統有機的結合在一起，形成一個包括駕駛員在內的“人—機”控制系統。

2 電傳操縱系統測試技術研究

2.1與傳統操縱系統在測試上的區別

在測試上，電傳操縱系統與傳統系統主要存在如下區別：傳統操縱系統的測試重點，主要是檢查系統的間歇，調整桿舵的傳動比；對于帶自動駕駛儀的傳統操縱系統，還要檢查重要傳感器到舵面的傳動比；電傳操縱系統一般不直接檢查傳動比，而是檢查各傳感器傳給飛控計算機的精度，以及舵機執行飛控計算機指令的精度；電傳操縱系統需進行各種故障功能的檢查與測試；電傳操縱系統可以通過飛行測試接口，讀取（采集）系統的工作狀態。

2.2 試驗設計基本思路

通過上述的分析，電傳操縱系統內場集成試驗設計的基本思路為：試驗應盡量覆蓋技術規范或通電技術條件中常溫下的技術要求；對影響被試成品的壽命的測試項目，在生產試驗階段應略去；試驗驗內容的確定，應兼顧生產進度和設備投入；配備的試驗設備和測試系統的功能應能覆蓋選定的測試科目。

2.3 電傳操縱系統內場集成測試的重難點及主要困難

電傳操縱系統在內場進行集成測試時，主要有以下幾個測試重難點。

2.3.1 系統余度管理測試。在余度管理的測試方法設計上，基本分為模塊測試與程序驗證、程序測試、系統確定和飛行測試四個階段。對于在總裝裝機前階段的驗證主要是在半實物半物理模擬試驗平臺上進行的系統確認。在整個測試過程中，測試路徑的選擇很重要，這就需要在進行系統試驗的過程中，有目的對盡可能多的邏輯通路組合進行檢查。

2.3.2 控制律測試。電傳操縱系統的控制律直接關系到飛行安全。在內場集成測試中，可通過FTI設備控制、監控飛控計算機的運行，實現構型定義、程序加載、存儲器驗證、宏執行、斷點定義等功能，完成對飛行控制計算機控制律的測試。這種測試方式的優點在于可以靈活的選擇起飛、巡航、著陸各階段各狀態點的控制律測試，測試點的選擇可根據系統可靠性的提高逐步減少。

2.3.3系統配套不全時的測試。受生產條件影響，飛行控制系統經常出現配套不全的狀態，若待配套齊全后再進行內場集成測試，會嚴重影響飛機交付周期。針對此類實際問題，提出以下解決方案：對于系統內部的主要傳感器、作動器和控制板等部件建立仿真模型，可靈活進行實物與仿真模型的切換，以滿足缺件情況下的測試要求。同時，多模型的構建對于余度管理測試及故障地面復現提供了更便捷的試驗條件。

2.3.4大部件成品的安裝。電傳飛控系統內場集成測試環境中存在數量巨大的液壓管路和作動器，因此在系統試驗室建設時需考慮設計合理的工裝工具以提高安裝可靠性及工作效率。

3電傳飛控系統內場集成測試環境的構建

基于以上對電傳飛控系統的原理及測試技術的研究，若想構建一套完備的測試平臺，應至少包含以下幾大部分。

3.1電傳系統綜合試驗器。為整個系統提供供電、配套的硬件平臺，提供狀態指示和告警裝置，提供人機交互接口，可完成飛行控制系統的開、閉環試驗，可對輸入輸出飛控系統計算機的信號設置斷連點和檢測端；顯示飛行控制系統得各種工作狀態、故障狀態；飛行控制系統設置激勵注入和反饋采集端。

3.2綜合飛行測試系統。實現測試設備與電傳飛行控制計算機的通訊，獲取電傳飛行控制系統各設備運行狀態、各信號的狀態，以及系統運行參數等，按照電傳飛行控制系統參數、狀態的定義，對上述狀態信息和參數進行解析。

3.3仿真和監控設備。可提供各類傳感器和檢測裝置仿真、航電系統信號仿真、非航電系統信號仿真等各種仿真信號，實現與飛行控制系統的信號傳輸與通訊；監控并測試飛行控制系統內部及與其他分系統之間的各種通訊信號的正確性。

3.4飛行控制系統操縱裝置。飛行控制系統操縱裝置采用虛擬仿真或物理模擬的形式，實現操縱系統的仿真，為電傳飛行控制系統提供指令輸入。

3.5飛行控制系統測試激勵設備。可對飛行控制系統提供信號源，并為加速度計、速率陀螺等提供激勵輸入。

3.6故障注入單元。可實現飛行控制系統計算機、傳感器、作動器等成品的故障模擬和注入，檢查飛行控制系統的故障報警功能。

3.7飛行仿真系統。在飛行仿真系統的驅動下，可完成飛機相關狀態的仿真，形成完整的飛機閉環環境。

3.8地面電源系統

3.9地面液壓系統

結語

本文針對電傳操縱系統的內場集成測試提出了一些思路與想法，具體實施測試環境設計與建設時可根據實際情況進行相應調整，如可根據實際參加集成試驗的試驗件種類增減仿真監控設備的種類和數量等，希望可供實際工作參考。

參考文獻

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