本發(fā)明涉及飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)的位置指示技術(shù)，特別是一種用于起落架收放系統(tǒng)的接近傳感器解算系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、接近傳感器是一種非接觸式傳感器，可以降低機(jī)械損壞率，延長(zhǎng)機(jī)械壽命，被廣泛應(yīng)用于大型飛機(jī)起落架收放系統(tǒng)中。起落架收放系統(tǒng)的接近傳感器一般采用電感式，需要通過(guò)解算單元對(duì)采集的電感值進(jìn)行計(jì)算，才能準(zhǔn)確判斷起落架當(dāng)前的位置，從而為起落架的收/放控制系統(tǒng)提供動(dòng)作依據(jù)。接近傳感器基本原理是利用傳感器本身與目標(biāo)間位置的變化而導(dǎo)致感應(yīng)電感值的變化，該電感值引入后端處理即可進(jìn)行測(cè)量處理。由于接近傳感器的電感值一般較小，在接近/遠(yuǎn)離點(diǎn)的變化量更小，不易測(cè)量，且易受到外界因素干擾引起測(cè)量誤差，其中，接近傳感器到收放控制盒之間的等效線纜阻抗以及環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的影響較大，會(huì)引起解算結(jié)果的錯(cuò)誤。而一般的電感測(cè)量方法往往電路結(jié)構(gòu)和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，解算速度慢，解算精確度不高，穩(wěn)定性差。因此，如何能夠設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性高、測(cè)量精度高的接近傳感器解算方案成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種用于起落架收放系統(tǒng)的接近傳感器解算系統(tǒng)，所述解算系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高、測(cè)量精度高，提高了電感式接近傳感器信號(hào)的精確度和實(shí)時(shí)性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種接近傳感器解算系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、電感測(cè)量模塊，包括接近傳感器、采樣電阻，所述采樣電阻的一端接所述接近傳感器的電感線圈的一端；

4、信號(hào)處理模塊，包括放大器、帶通濾波器及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大器包括第一放大器和若干第二放大器，所述第二放大器用于放大接近傳感器的兩端電壓ul及采樣電阻的兩端電壓ur，所述第二放大器接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述帶通濾波器的一端接所述采樣電阻的另一端；

5、信號(hào)發(fā)生模塊，用于生成所述接近傳感器解算系統(tǒng)所需的信號(hào)源，使得所述接近傳感器帶電感，所述信號(hào)發(fā)生模塊包括信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器的一端接所述第一放大器的一端，所述第一放大器的另一端接所述帶通濾波器的另一端；

6、主控制模塊，包括信號(hào)解算模塊、電感校準(zhǔn)模塊，所述信號(hào)解算模塊用于所述接近傳感器的電感測(cè)量值l計(jì)算，所述電感校準(zhǔn)模塊用于所述接近傳感器的電感測(cè)量值l的校準(zhǔn)，所述主控制模塊還用于信號(hào)頻率設(shè)置及修改、數(shù)據(jù)采集及溫度補(bǔ)償算法計(jì)算，所述主控制模塊與所述信號(hào)發(fā)生器的另一端、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別連接；所述信號(hào)發(fā)生模塊還包括所述主控制模塊的信號(hào)頻率設(shè)置及修改單元；

7、溫度補(bǔ)償模塊，用于所述接近傳感器解算系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償；以消除所述采樣電阻和所述接近傳感器的電感等效阻抗及環(huán)境溫度對(duì)電感值測(cè)量的影響；

8、總線通訊模塊，用于接收上位機(jī)的控制信號(hào)，及將所述解算系統(tǒng)解算后的接近/遠(yuǎn)離狀態(tài)以總線形式上報(bào)所述上位機(jī)。

9、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

10、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電感測(cè)量模塊采用lcr電橋方式，所述采樣電阻采用精密檢測(cè)電阻。

11、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述主控制模塊的數(shù)據(jù)采集包括所述接近傳感器的兩端電壓ul及所述采樣電阻的兩端電壓ur的采集。

12、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述溫度補(bǔ)償模塊包括溫度傳感器及所述主控制模塊的溫度補(bǔ)償算法計(jì)算單元，所述溫度傳感器與所述主控制模塊相連。

13、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述總線通訊模塊還用于將電感測(cè)量?jī)x測(cè)量的電感值，通過(guò)總線傳送給所述電感校準(zhǔn)模塊。

14、基于同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種利用上述接近傳感器解算系統(tǒng)解算電感值的方法，所述解算方法包括以下步驟：

15、電感校準(zhǔn)：

16、a1)，通過(guò)電感測(cè)量?jī)x及所述接近傳感器解算系統(tǒng)，所述電感校準(zhǔn)模塊分別采集相同靶標(biāo)間隙下的兩個(gè)電感值；所述靶標(biāo)間隙為靶標(biāo)向所述接近傳感器移動(dòng)時(shí)，兩者之間的距離間隙；所述電感測(cè)量?jī)x的電感測(cè)量值記為基準(zhǔn)電感值；

17、a2)，改變所述標(biāo)靶間隙若干次，相應(yīng)地重復(fù)步驟a1)，獲得兩種采集方式的多組電感值；

18、a3)，將所述兩種采集方式的多組電感值進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，得到校準(zhǔn)二次項(xiàng)公式，將所述校準(zhǔn)二次項(xiàng)公式寫入所述電感值校準(zhǔn)模塊的程序中；

19、電感測(cè)量：

20、b1)，所述主控制模塊采集所述接近傳感器的兩端電壓ul和所述采樣電阻的兩端電壓ur，

21、b2)，所述信號(hào)解算模塊解析所述接近傳感器的兩端電壓ul和所述采樣電阻的兩端電壓ur，計(jì)算得到所述接近傳感器的電感測(cè)量值l；

22、b3)，所述接近傳感器的電感測(cè)量值l傳遞至已寫入所述校準(zhǔn)二次項(xiàng)公式的所述電感校準(zhǔn)模塊，獲得校準(zhǔn)后的電感測(cè)量值。

23、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述步驟a3)中，采用excel處理所述兩種采集方式的多組電感值，得到所述校準(zhǔn)二次項(xiàng)公式lm＝al2+bl+c；其中，lm為所述接近傳感器的電感測(cè)量值l的校準(zhǔn)值，a為常數(shù)，b為常數(shù)，c為常數(shù)。

24、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述步驟b2)中計(jì)算得到所述接近傳感器的電感測(cè)量值l，具體包括以下步驟：比較所述接近傳感器的兩端電壓ul和所述采樣電阻的兩端電壓ur的變化，計(jì)算得到相位差θ；根據(jù)所述接近傳感器的兩端電壓ul、所述采樣電阻的兩端電壓ur及所述相位差θ，計(jì)算得到所述實(shí)際電感值l。

25、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述接近傳感器的電感測(cè)量值l的計(jì)算公式如下：

26、

27、所述相位差θ的計(jì)算公式如下：

28、

29、其中，r1為采樣電阻值，r為所述電感測(cè)量模塊的等效電阻值，f為電感頻率。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的接近傳感器解算系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高、測(cè)量精度高，提高了電感式接近傳感器信號(hào)的精確度和實(shí)時(shí)性，有效解決現(xiàn)有接近傳感器電路結(jié)構(gòu)和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜、解算速度慢及精確度不高的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種接近傳感器解算系統(tǒng)，其特征在于，所述解算系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述接近傳感器解算系統(tǒng)，其特征在于，所述電感測(cè)量模塊采用lcr電橋方式，所述采樣電阻采用精密檢測(cè)電阻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述接近傳感器解算系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制模塊的數(shù)據(jù)采集包括所述接近傳感器的兩端電壓ul及所述采樣電阻的兩端電壓ur的采集。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述接近傳感器解算系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償模塊包括溫度傳感器及所述主控制模塊的溫度補(bǔ)償算法計(jì)算單元，所述溫度傳感器與所述主控制模塊相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述接近傳感器解算系統(tǒng)，其特征在于，所述總線通訊模塊還用于將電感測(cè)量?jī)x測(cè)量的電感值，通過(guò)總線傳送給所述電感校準(zhǔn)模塊。

6.一種利用權(quán)利要求1～5之一所述接近傳感器解算系統(tǒng)解算電感值的方法，其特征在于，所述解算方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述接近傳感器解算方法，其特征在于，所述步驟a3)中，采用excel處理所述兩種采集方式的多組電感值，得到所述校準(zhǔn)二次項(xiàng)公式lm＝al2+bl+c；其中，lm為所述接近傳感器的電感測(cè)量值l的校準(zhǔn)值，a為常數(shù)，b為常數(shù)，c為常數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述接近傳感器解算方法，其特征在于，所述步驟b2)中計(jì)算得到所述接近傳感器的電感測(cè)量值l，具體包括以下步驟：比較所述接近傳感器的兩端電壓ul和所述采樣電阻的兩端電壓ur的變化，計(jì)算得到相位差θ；根據(jù)所述接近傳感器的兩端電壓ul、所述采樣電阻的兩端電壓ur及所述相位差θ，計(jì)算得到所述接近傳感器的電感測(cè)量值l。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述接近傳感器解算方法，其特征在于，所述接近傳感器的電感測(cè)量值l的計(jì)算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于起落架收放系統(tǒng)的接近傳感器解算系統(tǒng)，所述解算系統(tǒng)包括電感測(cè)量模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、主控制模塊、溫度補(bǔ)償模塊和總線通訊模塊。通過(guò)電感測(cè)量?jī)x和所述解算系統(tǒng)采集多組電感值，進(jìn)行所述接近傳感器的電感測(cè)量值的校準(zhǔn)，保證所述解算系統(tǒng)解算出的電感值免受測(cè)量線路、連接器等接觸電阻、寄生電感及寄生電容不穩(wěn)定參數(shù)而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的誤差，有效解決現(xiàn)有接近傳感器電路結(jié)構(gòu)和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜、解算速度慢及精確度不高的問(wèn)題。本發(fā)明還提供一種用于起落架收放系統(tǒng)的接近傳感器解算方法。

技術(shù)研發(fā)人員：劉琳博,李隆鵬,鄧志云,王豐凡,覃中順,王佳琦,郭紫荊,苑孟豪,陳旭寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中航飛機(jī)起落架有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2