某型飛機輪速模擬系統的設計與實現

雷昱

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.025

摘 要：該文介紹了某型飛機輪速模擬系統的設計和實現，并通過試驗驗證了設備的有效性。該設備能夠給剎車系統注入模擬的輪速信號，避免直接驅動飛機機輪轉動，從而提高試驗效率和質量。

關鍵詞：剎車控制單元 輪速模擬系統 輪速信號

中圖分類號：TP206 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0025-02

飛機鐵鳥試驗臺是飛機設計、優化和適航取證研制過程中最重要的試驗平臺，主要承擔主飛控系統、高升力系統、液壓系統、起落架和剎車系統的全機地面模擬試驗，是飛機設計研發和適航取證的重要試驗平臺。剎車系統是鐵鳥試驗臺的重要組成，其功能是用于飛機起飛和著陸時縮短滑跑距離，保證起降安全。

在剎車系統工作的過程中，輪速傳感器采集飛機機輪的轉速，并將該信號發送到剎車控制單元，控制單元接收到輪速和其他相關信號后，通過控制算法來控制剎車壓力，實施剎車。在剎車系統的全機地面模擬試驗中，可以使用輪速模擬系統向剎車控制單元注入模擬的輪速信號，這樣機輪不用發生真實的轉動，實驗效率高。

該文提出一種飛機輪速模擬系統的設計和實現，包括系統的原理、組成和功能。最后使用該設備向剎車控制單元注入模擬輪速，通過試驗臺上數據采集設備解析到了輪速信號，驗證了該輪速模擬系統的有效性。

1 方案設計

輪速模擬系統輸出的信號要通過合適的接口傳輸給剎車控制單元。圖1是輪速模擬系統的示意圖。正常情況下，輪速傳感器通過接口面板連接剎車控制單元，當需要注入模擬輪速時，人工斷開輪速傳感器接口，連接上輪速模擬系統接口。模擬系統由信號模擬單元、上位機及其控制軟件和相應的接口組成，圖1中的方框內標示整個系統的組成。

2 系統組成

輪速模擬系統應該具備如下功能：上位機軟件設定的輪速可以通過下位機發送給剎車控制單元，剎車控制單元能夠識別該模擬信號。同時上位機軟件可以人工調整模擬輪速的大小，能夠在試驗中實時地改變模擬輪速，以適應不同的試驗任務。根據所需功能，模擬系統的各個部分設計如下。

2.1 信號模擬單元

信號模擬單元的功能是產生模擬的輪速信號。對于剎車系統，控制單元所能識別的輪速信號是幅值為0～30 V，頻率范圍為1～5 000 Hz的正弦波信號，不同的頻率對應不同的輪速。因此，信號模擬單元需要產生上述的正弦波信號。飛機有4個機輪，四路輪速信號要分別發送給剎車控制單元內部的正常剎車控制單元和備份剎車控制單元，因此，設備需要單獨輸出八路正弦波信號用來模擬輪速。信號模擬單元的實物如圖2所示。

2.2 上位機系統

上位機系統包括上位機計算機和控制軟件。控制軟件由輪速設定部分、輸出波形監控部分和運行狀態部分組成。輪速設定部分由人工鍵入所需模擬的信號，可以分別設置輪速信號，也可以同時設置相同的輪速信號。波形監控部分用來實時跟蹤設備輸出的輪速信號是否正確。運行狀態部分用來指示設備是否正常運行。

2.3 系統接口

上位機和信號模擬單元之間通過USB接口連接，信號模擬單元輸出的模擬信號連接到信號轉接面板，再通過信號轉接面板傳輸到剎車控制單元中。所以信號模擬單元總共有八路輸出信號與信號轉接面板連接，每路信號由兩根信號線組成。

3 試驗驗證

該節通過試驗驗證輪速模擬系統的有效性。飛機剎車系統控制單元在收到輪速信號后，會將其發送到ARINC429總線上以供其他系統使用。因此，通過監測剎車控制單元轉發的輪速，可以驗證輪速模擬系統是否發送了正確的信號。該次試驗中，通過輪模擬設備人工輸入模擬輪速：從10節到80節，階躍地改變模擬輪速，10節到80節的速度對應16.9 ft/s到135.2 ft/s。采集設備得到的輪速信號見圖3，該數據與上述設定的值一致，證明了系統設計的有效性。

4 結語

該文針對飛機鐵鳥試驗中的剎車系統試驗，提出了一種輪速模擬系統的設計和實現，該系統用于向剎車控制單元注入模擬輪速，用于提高試驗的效率和質量。文章依次介紹了該輪速模擬系統的總體方案和具體組成，并通過試驗驗證了設計的該系統的有效性，為剎車系統試驗的順利進行奠定基礎。

參考文獻

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