本發(fā)明屬于測量控制，具體涉及一種應(yīng)用于折疊翼動態(tài)展開過程的加載控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)飛行器上一般采用固定翼，隨著技術(shù)發(fā)展，對小型化和氣動布局的優(yōu)化進(jìn)一步考慮，折疊翼被越來越多的應(yīng)用于導(dǎo)彈飛行器上。彈體在飛行過程中折疊翼由折疊到展開的氣動受力載荷情況復(fù)雜，主要受折疊翼安裝角度、彈體姿態(tài)、飛行高度、飛行速度等諸多因素影響，折疊翼在研制過程中必須依據(jù)實(shí)際飛行氣動載荷進(jìn)行地面模擬聯(lián)合展開試驗(yàn)。針對折疊翼受轉(zhuǎn)軸安裝角度影響，其展開過程為傾斜展開，載荷隨著折疊翼傾斜展開會產(chǎn)生動態(tài)變化，需維持在折疊翼不同傾斜工況下的載荷穩(wěn)定。目前，國內(nèi)外常采用的折疊翼加載方法主要有懸掛砝碼加載和風(fēng)洞試驗(yàn)。懸掛砝碼加載的方式是通過夾具將一定載荷的砝碼固定在折疊翼上實(shí)現(xiàn)，此種加載方式結(jié)構(gòu)簡單，但精度低，加載較大載荷時，由于砝碼體積重量限制，不易實(shí)現(xiàn)折疊翼展開且存在一定風(fēng)險性，另外反復(fù)拆卸需多人協(xié)同操作，費(fèi)時費(fèi)力。風(fēng)洞試驗(yàn)是指在風(fēng)洞中安置飛行器彈體模型，通過分析氣體流動與模型的相關(guān)作用力，以確定飛行器實(shí)際飛行的空氣動力學(xué)特性，但這種方式費(fèi)用高昂，費(fèi)時費(fèi)力，且為一次性試驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于折疊翼動態(tài)展開過程的加載控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)折疊翼動態(tài)展開過程中的載荷穩(wěn)定，展開過程中載荷的高實(shí)時跟隨性和折疊翼與展開機(jī)構(gòu)的高一致性，提高了試驗(yàn)的可靠性和自動化水平。

2、本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種應(yīng)用于折疊翼動態(tài)展開過程的加載控制系統(tǒng)，包括中央控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、加載控制模塊、展開控制模塊、伺服控制模塊、展開機(jī)構(gòu)模塊、加載機(jī)構(gòu)模塊、傳感器采集模塊和舵系統(tǒng)模塊；其中：

4、中央控制模塊，用于接收加載控制模塊、展開控制模塊、舵系統(tǒng)模塊和傳感器采集模塊的反饋數(shù)據(jù)，計算加載載荷和展開參數(shù)并發(fā)送控制指令給加載控制模塊、展開控制模塊和舵系統(tǒng)模塊，并發(fā)送包括加載控制模塊、展開控制模塊、舵系統(tǒng)模塊和傳感器采集模塊反饋數(shù)據(jù)的啟動指令給數(shù)據(jù)存儲模塊；

5、數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收中心控制模塊啟動指令，將展開控制模塊、加載控制模塊、舵系統(tǒng)模塊和傳感器采集模塊的反饋參數(shù)本地化存儲；

6、加載控制模塊，用于接收中央控制模塊的控制指令，分析處理控制指令并發(fā)送加載控制指令給伺服控制模塊，并向中心控制模塊轉(zhuǎn)發(fā)伺服控制模塊發(fā)送的加載機(jī)構(gòu)模塊的反饋數(shù)據(jù)；

7、展開控制模塊，用于接收中心控制模塊的控制指令，分析處理控制指令并發(fā)送展開控制指令給伺服控制模塊，并向中心控制模塊轉(zhuǎn)發(fā)伺服控制模塊發(fā)送的展開機(jī)構(gòu)模塊的反饋數(shù)據(jù)；

8、伺服控制模塊，用于接收展開控制模塊和加載控制模塊的控制信號，并發(fā)送控制信號給展開機(jī)構(gòu)模塊和加載機(jī)構(gòu)模塊；

9、展開機(jī)構(gòu)模塊，用于實(shí)現(xiàn)折疊翼的展開，并向伺服控制模塊反饋展開數(shù)據(jù)信息；

10、加載機(jī)構(gòu)模塊，用于實(shí)現(xiàn)加載載荷的加載，并向伺服控制模塊反饋加載數(shù)據(jù)信息；

11、傳感器采集模塊，用于在加載機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行力加載時計算載荷與位移關(guān)系并將結(jié)果發(fā)送至中央控制模塊，還用于采集折疊翼動態(tài)展開過程中加載機(jī)構(gòu)模塊加載載荷，并將結(jié)果發(fā)送至中央控制模塊；

12、舵系統(tǒng)模塊，用于接收中央控制模塊控制指令，驅(qū)動折疊翼展開動作，并反饋折疊翼展開數(shù)據(jù)給中央控制模塊。

13、還包括運(yùn)行模式切換模塊，運(yùn)行模式切換模塊用于產(chǎn)生外部激勵信號并發(fā)送至中央控制模塊，中央控制模塊根據(jù)外部激勵信號切換系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為定長運(yùn)動模式或者連續(xù)運(yùn)動模式；

14、當(dāng)切換為定長運(yùn)動模式時，中央控制模塊進(jìn)行展開加載控制指令輸出時，加載控制模塊、展開控制模塊和舵系統(tǒng)模塊不產(chǎn)生聯(lián)動閉環(huán)控制，按照中央控制模塊輸出指令開環(huán)控制，定值運(yùn)動后即停止；當(dāng)運(yùn)行模式切換為連續(xù)運(yùn)動模式時，加載控制模塊、展開控制模塊和舵系統(tǒng)模塊產(chǎn)生聯(lián)動控制，在中央控制模塊輸出角度展開加載指令時，舵系統(tǒng)模塊與展開控制模塊接收同一角度展開指令，發(fā)出同一展開動作信號指令，中央控制模塊根據(jù)傳感器采集模塊的實(shí)時數(shù)據(jù)輸出加載控制指令，控制加載控制模塊發(fā)送控制指令至伺服機(jī)構(gòu)模塊，進(jìn)而控制加載機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)折疊翼加載載荷。

15、還包括安全聯(lián)鎖模塊，安全聯(lián)鎖模塊用于進(jìn)行安全檢測，安全聯(lián)鎖模塊檢測展開機(jī)構(gòu)模塊和加載機(jī)構(gòu)模塊運(yùn)動位置，若觸發(fā)限位則發(fā)送限位信號給中央控制模塊，中央控制模塊發(fā)送控制信號控制展開機(jī)構(gòu)模塊和加載機(jī)構(gòu)模塊強(qiáng)制停止運(yùn)行，鎖止?fàn)顟B(tài)檢測主要檢測在定長運(yùn)動模式和此模式下折疊翼是否承受載荷，若承受載荷，產(chǎn)生鎖止信號，強(qiáng)制停止展開機(jī)構(gòu)動作；在加載控制模塊、展開控制模塊和舵系統(tǒng)模塊不產(chǎn)生聯(lián)動閉環(huán)控制時，安全聯(lián)鎖模塊檢測折疊翼是否承受載荷，若承受載荷則發(fā)送鎖止信號至中央控制模塊，中央控制模塊發(fā)送控制信號停止展開機(jī)構(gòu)模塊工作。

16、安全檢測模塊設(shè)置有急停按鈕和復(fù)位按鈕，急停按鈕和復(fù)位按鈕通過線纜連接中央控制模塊，用于緊急狀態(tài)下的人為控制，通過發(fā)送指令信號給中央控制模塊，并轉(zhuǎn)發(fā)至加載控制模塊和展開控制模塊，強(qiáng)制加載機(jī)構(gòu)模塊和展開機(jī)構(gòu)模塊停止運(yùn)行；確認(rèn)安全后，按下復(fù)位按鈕發(fā)送試驗(yàn)允許信號給中央控制模塊，并轉(zhuǎn)發(fā)至加載控制模塊和展開控制模塊，控制加載機(jī)構(gòu)模塊和展開機(jī)構(gòu)模塊啟動工作。

17、所述傳感器采集模塊包括拉線編碼器和稱重傳感器，拉線編碼器用于在動態(tài)展開前對加載機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行力加載時計算載荷與位移關(guān)系并將結(jié)果發(fā)送至中央控制模塊，稱重傳感器用于采集折疊翼動態(tài)展開過程中加載機(jī)構(gòu)模塊加載載荷，并將結(jié)果發(fā)送至中央控制模塊。

18、傳感器采集模塊計算的折疊翼兩側(cè)載荷x(kg)與位移y(mm)的關(guān)系如下：

19、y＝-5*10-5x2+0.09x+0.8253

20、中央控制模塊包括中心控制器和上位計算機(jī)，其中上位計算機(jī)用于接收傳感器采集模塊、舵系統(tǒng)模塊和中心控制器反饋數(shù)據(jù)，計算加載載荷和展開參數(shù)，將控制指令分別發(fā)送給舵系統(tǒng)模塊和中心控制器，并并發(fā)送包括加載控制模塊、展開控制模塊、舵系統(tǒng)模塊和傳感器采集模塊反饋數(shù)據(jù)的啟動指令給數(shù)據(jù)存儲模塊；中心控制器用于接收加載控制模塊和展開控制模塊反饋數(shù)據(jù)并發(fā)送給上位計算機(jī)，接收并識別上位計算機(jī)控制指令，將控制指令分別發(fā)送給展開控制模塊和加載控制模塊。

21、所述上位計算機(jī)根據(jù)實(shí)時反饋的載荷偏差量大小，經(jīng)過梯度控制計算，在每路載荷與位移的計算關(guān)系基礎(chǔ)上乘以不同的系數(shù)，從而控制加載載荷，并將實(shí)際載荷與目標(biāo)載荷的正偏差值與預(yù)設(shè)閾值比對，實(shí)際載荷與目標(biāo)載荷的正偏差值大于預(yù)設(shè)閾值時，偏差量輸入置0。

22、折疊翼動態(tài)展開完成后，舵系統(tǒng)模塊進(jìn)行自鎖定。

23、加載機(jī)構(gòu)模塊包括兩個力加載電機(jī)，伺服驅(qū)動模塊包括伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器發(fā)送驅(qū)動控制信號給力加載電機(jī)實(shí)現(xiàn)加載載荷的加載；展開機(jī)構(gòu)模塊包括兩個展開電機(jī)，伺服驅(qū)動器發(fā)送驅(qū)動控制信號給展開電機(jī)實(shí)現(xiàn)折疊翼的展開。

24、在折疊翼未受加載載荷的情況下，向中央控制模塊給定目標(biāo)載荷值，中央控制模塊計算得出預(yù)加載載荷，并發(fā)送控制信號給加載控制模塊，控制加載機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行載荷預(yù)加載，提高試驗(yàn)加載效率。

25、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下有益效果：

26、(1)、本發(fā)明控制系統(tǒng)將舵系統(tǒng)與展開機(jī)構(gòu)聯(lián)動控制，實(shí)現(xiàn)了展開過程中折疊翼與展開機(jī)構(gòu)的高一致性；

27、(2)、本發(fā)明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了展開過程中載荷的高實(shí)時跟隨性；

28、(3)、本發(fā)明控制系統(tǒng)充分考慮了人員、設(shè)備成本以及安全性，采用模塊化集中設(shè)計，提高了試驗(yàn)的可靠性和自動化水平。