CJ1模擬機運動系統及其故障排除

李會茹

【摘 要】本文介紹了獎狀飛行模擬機的組成，并對其中運動系統的構成，工作原理及其重要組件—位移傳感器進行了介紹。以運動系統故障為例，進行了故障排除說明。

【關鍵詞】飛行模擬器；運動系統；位移傳感器

【Abstract】make a brief introduction about CJ1 flight simulator， and give a look about the composition， principle and the important part—displacement sensor. Then give an example about the trouble shooting of motion system.

【Key words】Flight simulator； Motion system； Displacement sensor

0 引言

飛行模擬機是民航飛行訓練中的一項重要訓練設備。組成飛行模擬器的主要部分有模擬座艙、運動系統、視景系統、計算機系統（控制計算機和教員控制臺）。飛行模擬器能夠仿真飛行的真實環境和飛行場景（操縱負荷、儀表顯示、視景、運動感覺），給受訓人員呈現出幾乎完全逼真的飛行環境。飛行模擬器能夠完成一系列的飛行訓練，其中包括對飛機極端情況（組件故障，極端天氣），能夠對一個飛行科目的反復訓練等。另外，飛行模擬器與真實飛機相比，在訓練成本上大大節省。飛行模擬器對民航飛行人員熟悉工作，提高飛行技術具有重要意義。

1 運動系統

運動系統，由機械、液壓和電子裝備三部分協調工作，完成模擬駕駛艙的平移運動和旋轉運動。飛行模擬機中的運動系統研究，是國內對模擬機研究的重點和難點。

運動系統主要包括，運動基座、儲能器、液壓作動筒和計算機。

組成運動系統的六個液壓作動筒，能夠使得安裝在上面的模擬駕駛艙進行6自由度的運動。其中3個液壓作動筒控制平移運動，3個液壓作動筒控制旋轉運動。所有的6個液壓作動筒受控于安裝在運動控制柜中的控制計算機。在模擬運動過程中，主處理計算機能夠對模擬機的運動數據（速度、加速度）進行計算，并將計算結果通過以太網接口傳輸給控制計算機。

運動系統能夠實現六自由度的旋轉和平移運動——俯仰、橫滾、偏轉、升降、縱向平移和側向平移。現行模擬機的運動系統由三大部分構成，即機械系統、液壓系統和電子系統，三個組成部分協調工作，完成各種的飛行指令，實現飛行環境的地面呈現。

位于液壓作動筒內的位移傳感器是控制運動系統工作的核心組件，能夠將液壓作動筒的運動情況傳遞給控制計算機，又能將控制計算機發出的運動指令下傳給液壓作動筒，完成對飛行的模擬仿真。

6個液壓作動筒單獨控制運動腿的運動。

2 位移傳感器

位移傳感器（Temposonics）是構成運動系統的核心組件，能夠檢測運動的情況。位移傳感器能夠改變輸入信號的增益和模擬補償值，進而得到所需要的工程輸出

構成運動系統的6個液壓作動筒中均安裝有位移傳感器，用于模擬信號的輸出。當作動筒完全收回時，傳感器的輸出值大約為0.3V，當作動筒完全伸展時，傳感器的輸出值大約為9.7V。計算機將電壓信號與機械伸展量做轉換：

當作動筒完全收回時：-0.762m

當作動筒完全伸展時：+0.762m

位移傳感器屬于模擬測量系統范疇。另外位移傳感器也屬于是線性位置傳感器，有著非常精準的測量值。在重新啟動電源或者是有故障立即響應的情況下，位移傳感器也能夠探測位置信號。位移傳感器的位置測量是通過一個無需供電的位置磁銜鐵無接點進行的，因此位移傳感器屬于無磨損傳感器，具有較高的安全操作性和較長可持續工作時間。

位移傳感器安裝在模擬輸出端口，無需另外的運算組件，直接向控制器傳送信號。位移傳感器能夠測量位置和速度信號，其通過一個或者兩個磁銜鐵便可完成對信息的采集。

位移傳感器專門用于工業生產、商業用途和實驗測量。能夠感知位置、位移和速度的參量。位移傳感器通常與適當的運算模塊相連，像PLC，IPC，指示器或者其他的電子控制組件。為了確保位移傳感器的安全、正常運行，安裝、連接和后續的服務工作必須要由訓練有素的專業人士來掌控。

位移傳感器是目前世界上最先進的位置信息采集傳感器，具有很高的安全性。

3 運動系統的排故實例

3.1 故障現象

“運動無法升起，mcc終端報錯e stop pressure low”

3.2 排故操作

（1）檢查運動系統的液壓，作動筒，相關機柜中連線和跳開關。

（2）在檢查過程中發現4q8開關跳開，查圖知該開關給位置傳感器24v電壓，實際用萬用表測只有23.5v左右，合上該開關后運動故障排除。

（3）繼續觀察，模擬機在正常運行2小時后，再次出現運動無法升起故障。

（4）檢查發現4Q8開關跳開，合上后跳開關再次跳開。用萬用表電流檔測量流過4Q8電流為7A，遠超過其額定的4A。4Q8合閘瞬間監視屏幕可見4號腿有黃色亮條。逐次斷開、并恢復各條腿位置傳感器插頭，發現當4號腿位置傳感器接通時，電流增加6A。用萬用表電阻檔測量該傳感器24V電源端，電阻為6歐姆，與其它腿比較，其它腿電阻為無窮大或20兆歐以上，此時初步斷定4號腿位移傳感器有內部短路。

（5）拆換4號腿位移傳感器。確保模擬的工作模式為維護模式；模擬機處于最低位置；使用4個千斤頂支撐模擬機機身。用工業“葫蘆”做牽引，拆卸運動腿，更換位移傳感器。

（6）調試。打開控制窗口，選擇相應的運動腿作動筒；對照標準參數值表，檢查該作動筒的參數，將不符合的參數值，進行修正。

4 總結

本文簡單介紹了飛行模擬器運動系統故障的排故操作。其中對構成運動系統的核心組件位移傳感器進行了詳細介紹，位移傳感器能夠檢測運動狀態，與控制計算機進行雙向通信，控制飛行模擬機的運動。另外，對模擬機的運動系統進行了簡單介紹，構成運動系統的6個液壓作動筒在液壓、機械和電子協調控制下能夠完成6項運動，進而完成對飛行運動的模擬仿真。本文的排故實例對日后模擬機的維護有一定的指導意義。

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[責任編輯：王楠]