直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法及系统，方法步骤包括读取载荷谱，针对载荷谱的按照工步进行施加载荷，在每一个工步根据工步载荷力、实测载荷力进行PID计算载荷力工程量，根据预设的载荷超调超限表进行超调预防处理后再给目标直升机尾减速器操纵杆轴承，重复直至工步载荷达标，最终完成载荷谱下的每一个工步以及完成载荷谱的循环处理。本发明专利技术能够实现对直升机尾减速器操纵杆轴承载荷测试的载荷自动加载和卸载，能自动完成载荷谱的循环加载，具有载荷测试速度快、载荷测试效率高、载荷测试安全性好的优点。

Load test control method and system for helicopter tail retarder joystick bearing

This invention discloses a load test control method and system for the bearing of a helicopter tail reducer. The method includes reading load spectrum and loading load according to the load spectrum according to the working step. In each step, the load force of PID is calculated according to the load load and the load load, according to the preset load. After overshoot overshoot, the control rod bearing of the target helicopter tail reducer is given to the target helicopter, and the load is repeated until the working load reaches the standard, and every work step under the load spectrum is completed and the cyclic treatment of load spectrum is completed. The invention can automatically load and unload the load test of the bearing of the helicopter tail reducer, and can automatically complete the cyclic loading of the load spectrum. It has the advantages of fast load testing speed, high load test efficiency and good safety of load test.

【技术实现步骤摘要】
直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法及系统
本专利技术涉及直升机尾减速器操纵杆轴承载荷测试技术，具体涉及一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法及系统。
技术介绍
直升飞机在飞行状态，其尾减速器操纵杆轴承会承受不同载荷的轴向力，为了检验操纵杆轴承对不同载荷的承受能力，常采用一种力加载控制测试（载荷测试）装置，来模拟飞行状态的操纵杆轴承的轴向载荷。载荷测试装置的功能在于给直升机尾减速器操纵杆轴承施加轴向载荷，但是现有载荷测试装置的载荷加载控制方法具有下述缺点：（1）现有载荷测试装置的载荷加载控制方法较多采用的是分步累加到目标值方式，该方式存在加载响应时间慢等缺点，每调整控制一个目标载荷力需要3～4秒，不利于对突变载荷的试验。（2）现有载荷测试装置的载荷加载控制方法采用单PID加到目标值方式，该方式存在加载响应时间虽然快，但容易出现超调，若超调大于容许范围，会对被试对象造成损害。此外，现有的加载控制系统没有对有效数据提取的功能，导致每次试验产生的大量数据，在某些试验要求下可能会产生高达数百万条数据，对试验有效数据存在分析困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法及系统，本专利技术能够实现对直升机尾减速器操纵杆轴承载荷测试的载荷自动加载和卸载，能自动完成载荷谱的循环加载，具有载荷测试速度快、载荷测试效率高、载荷测试安全性好的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法，实施步骤包括：1）读取用于对目标直升机尾减速器操纵杆轴承进行载荷测试的载荷谱，所述载荷谱包括各个工步的要求时间、工步载荷力的大小和方向；2）从载荷谱中遍历选择第一个工步作为当前工步，读取当前工步的工步载荷力；3）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，将当前工步的工步载荷力减去实测载荷力作为理论输出临时值；4）将理论输出临时值进行PID计算得到载荷力工程量；5）将载荷力工程量和预设的载荷超调超限表进行比较判断载荷力工程量是否发生超调，所述载荷超调超限表包括输入的载荷力、目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力范围之间映射关系；如果载荷力工程量发生超调，则根据载荷超调超限表确定在载荷超调超限表范围内的载荷力控制工程量；否则，直接将载荷力工程量作为载荷力控制工程量；7）将载荷力控制工程量对应的载荷力加载给目标直升机尾减速器操纵杆轴承；8）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，判断实测载荷力是否达到当前工步的工步载荷力的指定±ξ裕量范围，如果尚未达到当前工步的工步载荷力的指定裕量范围，则跳转执行步骤3）；否则，跳转执行步骤9）；9）启动工步计时，且在工步计时到达当前工步的要求时间后跳转执行步骤10）；10）判定当前工步完成，判断载荷谱中的所有工步是否已经遍历完成，如果尚未完成，则从载荷谱中遍历选择下一个工步作为当前工步，跳转执行步骤3）；否则跳转执行下一步；11）判断是否要继续循环加载载荷谱，如需循环加载载荷谱则跳转执行步骤2）；否则，判定载荷测试完毕。优选地，步骤5）中载荷超调超限表的生成步骤包括：预先生成大小不同的载荷力激励信号并加载给目标直升机尾减速器操纵杆轴承，分别检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承在大小不同的载荷力激励信号下的实测载荷力；将不同大小的载荷力激励信号及其对应的实测载荷力进行拟合，得到载荷力激励信号-载荷力反馈值拟合曲线；以载荷力激励信号-载荷力反馈值拟合曲线为中心分别设置上、下边界曲线，得到载荷超调超限表曲线；根据载荷超调超限表曲线生成载荷超调超限表，所述载荷超调超限表包括同一个载荷力反馈值对应的载荷力激励信号上边界值、拟合值以及下边界值。优选地，步骤10）当前工步完成时还包括将当前工步检测得到的实测载荷力存入载荷测试采集数据库的步骤，载荷测试完毕后还包括下部对载荷测试采集数据库进行优化处理的步骤：S1）初始化载荷工步计数值，初始化用于保存有效的工步数据的工步结果数据库、以及用于保存实测载荷力平均值的均值结果数据库；连接载荷测试采集数据库，从载荷测试采集数据库中遍历读取一条工步的试验数据作为当前工步数据；S2）判断当前工步数据中的实测载荷力是否大于预设阈值F1，如果大于预设阈值F1则跳转执行步骤S3），否则跳转执行步骤S4）；S3）判断当前工步数据中的实测载荷力是否在预设的第一取值区间范围[δ1,δ2]之间，如果不在第一取值区间范围[δ1,δ2]之间，则将当前工步数据标记为False、抛弃当前工步数据，跳转执行步骤S7）；否则，跳转执行步骤S5）；S4）判断当前工步数据中的实测载荷力是否在预设的第二取值区间范围[δ3,δ4]之间，如果不在第二取值区间范围[δ3,δ4]之间，则将当前工步数据标记为False、抛弃当前工步数据，跳转执行步骤S7）；否则，跳转执行步骤S5）；S5）将当前工步数据标记为True；S6）将载荷测试采集数据库中的当前工步数据写入工步结果数据库；S7）对载荷工步计数值累加计数；S7）判断载荷工步计数值是否已经达到载荷测试采集数据库的最大记录数量，如果尚未达到载荷测试采集数据库的最大记录数量，则读取一条试验数据作为当前工步数据并跳转执行步骤S2）；否则，跳转执行步骤S8）；S8）针对所有标记为True的工步的实测载荷力求平均值，得到实测载荷力平均值；S9）将实测载荷力平均值写入均值结果数据库。本专利技术还提供一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制系统，包括计算机设备，所述计算机设备被编程以执行本专利技术前述直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法的步骤。本专利技术直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法具有下述优点：1、本专利技术通过包括各个工步的要求时间、工步载荷力的大小和方向的载荷谱来实现分工步测试以及基于载荷谱的循环测试，能够实现对直升机尾减速器操纵杆轴承载荷测试的载荷自动加载和卸载，能自动完成载荷谱的循环加载，具有载荷测试速度快、载荷测试效率高的优点。直升机尾减速器操纵杆轴承耐久性寿命试验时常常需要进行几百甚至上千小时的不间断测试，本专利技术可以在人工启动后无人状态下高效自动完成此种类型试验，具有较高的经济性，也有助于降低实验人员劳动强度。2、本专利技术将理论输出临时值进行PID计算得到载荷力工程量后，将载荷力工程量和预设的载荷超调超限表进行比较判断载荷力工程量是否发生超调，引入了超载限制表对载荷谱每一个工步加载进行了输出限制，具有载荷测试安全性好的优点。3、本专利技术的载荷响应速度能满足某些特殊载荷试验中对较高动态变化载荷谱要求，对完成直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试具有重要意义。4、本专利技术的载荷响应速度快，超调得到较好控制，还具有降低整个试验每个工步从初始值控制到目标值的调整时间，也就是降低无效载荷力的对直升机尾减速器操纵杆轴承的影响。本专利技术直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制系统为本专利技术直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法对应的系统，因此同样也具有本专利技术直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法的前述优点，故在此不再赘述。附图说明图1为本专利技术实施例中直升机尾减速器操纵杆轴承载荷测试装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例中直升机尾减速器操纵杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法，其特征为实施步骤包括：1）读取用于对目标直升机尾减速器操纵杆轴承进行载荷测试的载荷谱，所述载荷谱包括各个工步的要求时间、工步载荷力的大小和方向；2）从载荷谱中遍历选择第一个工步作为当前工步，读取当前工步的工步载荷力；3）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，将当前工步的工步载荷力减去实测载荷力作为理论输出临时值；4）将理论输出临时值进行PID计算得到载荷力工程量；5）将载荷力工程量和预设的载荷超调超限表进行比较判断载荷力工程量是否发生超调，所述载荷超调超限表包括输入的载荷力、目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力范围之间映射关系；如果载荷力工程量发生超调，则根据载荷超调超限表确定在载荷超调超限表范围内的载荷力控制工程量；否则，直接将载荷力工程量作为载荷力控制工程量；7）将载荷力控制工程量对应的载荷力加载给目标直升机尾减速器操纵杆轴承；8）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，判断实测载荷力是否达到当前工步的工步载荷力的指定±ξ裕量范围，如果尚未达到当前工步的工步载荷力的指定裕量范围，则跳转执行步骤3）；否则，跳转执行步骤9）；9）启动工步计时，且在工步计时到达当前工步的要求时间后跳转执行步骤10）；10）判定当前工步完成，判断载荷谱中的所有工步是否已经遍历完成，如果尚未完成，则从载荷谱中遍历选择下一个工步作为当前工步，跳转执行步骤3）；否则跳转执行下一步；11）判断是否要继续循环加载载荷谱，如需循环加载载荷谱则跳转执行步骤2）；否则，判定载荷测试完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法，其特征为实施步骤包括：1）读取用于对目标直升机尾减速器操纵杆轴承进行载荷测试的载荷谱，所述载荷谱包括各个工步的要求时间、工步载荷力的大小和方向；2）从载荷谱中遍历选择第一个工步作为当前工步，读取当前工步的工步载荷力；3）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，将当前工步的工步载荷力减去实测载荷力作为理论输出临时值；4）将理论输出临时值进行PID计算得到载荷力工程量；5）将载荷力工程量和预设的载荷超调超限表进行比较判断载荷力工程量是否发生超调，所述载荷超调超限表包括输入的载荷力、目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力范围之间映射关系；如果载荷力工程量发生超调，则根据载荷超调超限表确定在载荷超调超限表范围内的载荷力控制工程量；否则，直接将载荷力工程量作为载荷力控制工程量；7）将载荷力控制工程量对应的载荷力加载给目标直升机尾减速器操纵杆轴承；8）检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承的实测载荷力，判断实测载荷力是否达到当前工步的工步载荷力的指定±ξ裕量范围，如果尚未达到当前工步的工步载荷力的指定裕量范围，则跳转执行步骤3）；否则，跳转执行步骤9）；9）启动工步计时，且在工步计时到达当前工步的要求时间后跳转执行步骤10）；10）判定当前工步完成，判断载荷谱中的所有工步是否已经遍历完成，如果尚未完成，则从载荷谱中遍历选择下一个工步作为当前工步，跳转执行步骤3）；否则跳转执行下一步；11）判断是否要继续循环加载载荷谱，如需循环加载载荷谱则跳转执行步骤2）；否则，判定载荷测试完毕。2.根据权利要求1所述的直升机尾减速器操纵杆轴承的载荷测试控制方法，其特征为，步骤5）中载荷超调超限表的生成步骤包括：预先生成大小不同的载荷力激励信号并加载给目标直升机尾减速器操纵杆轴承，分别检测目标直升机尾减速器操纵杆轴承在大小不同的载荷力激励信号下的实测载荷力；将不同大小的载荷力激励信号及其对应的实测载荷力进行拟合，得到载荷力激励信号-载荷力反馈值拟合曲线；以载荷力激励信号-载荷力反馈值拟合曲线为中心分别设置上、下边界曲线，得到载荷超调超限表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芝福，黄荣华，周志斌，李新湘，孙发跃，黄志娟，
申请(专利权)人：中国航发中传机械有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43