电传操纵系统内场集成测试技术研究

张磊磊++查振兴

摘 要：电传操纵（Fly-by-wire）系统是一种先进的飞机综合控制系统，但针对此类系统的内场集成测试技术尚无过多可参考的示例。本文旨在通过对该项技术的探索与研究，制定电传操纵系统内场集成测试方案，希望可供实际工作参考。

关键词 ：电传操纵系统；内场集成测试

中图分类号：TM73 文献标识码：A

1 浅析电传操纵系统

电传操纵是一种先进的飞机综合控制系统，它能够显著的提高飞行性能，改善操纵稳定品质，减轻飞机重量、提高作战效能、降低飞行成本功能。飞行器操纵系统从最初的机械操纵到如今的电传操纵，主要经历了机械操纵系统、助力操纵系统、增稳系统、控制增稳系统和电传操纵系统几个阶段。

若在控制增稳系统中增加一个离合器，在不使用机械部分的时候自动断开，这就是准电传操纵系统。把机械部分全部去掉，把全部权限交给控制增稳，这就是纯电传操纵系统。电传操纵系统是一个全时间、全权限的飞行操纵系统，它是把驾驶员的主操纵系统和飞行自动控制系统有机的结合在一起，形成一个包括驾驶员在内的“人—机”控制系统。

2 电传操纵系统测试技术研究

2.1与传统操纵系统在测试上的区别

在测试上，电传操纵系统与传统系统主要存在如下区别：传统操纵系统的测试重点，主要是检查系统的间歇，调整杆舵的传动比；对于带自动驾驶仪的传统操纵系统，还要检查重要传感器到舵面的传动比；电传操纵系统一般不直接检查传动比，而是检查各传感器传给飞控计算机的精度，以及舵机执行飞控计算机指令的精度；电传操纵系统需进行各种故障功能的检查与测试；电传操纵系统可以通过飞行测试接口，读取（采集）系统的工作状态。

2.2 试验设计基本思路

通过上述的分析，电传操纵系统内场集成试验设计的基本思路为：试验应尽量覆盖技术规范或通电技术条件中常温下的技术要求；对影响被试成品的寿命的测试项目，在生产试验阶段应略去；试验验内容的确定，应兼顾生产进度和设备投入；配备的试验设备和测试系统的功能应能覆盖选定的测试科目。

2.3 电传操纵系统内场集成测试的重难点及主要困难

电传操纵系统在内场进行集成测试时，主要有以下几个测试重难点。

2.3.1 系统余度管理测试。在余度管理的测试方法设计上，基本分为模块测试与程序验证、程序测试、系统确定和飞行测试四个阶段。对于在总装装机前阶段的验证主要是在半实物半物理模拟试验平台上进行的系统确认。在整个测试过程中，测试路径的选择很重要，这就需要在进行系统试验的过程中，有目的对尽可能多的逻辑通路组合进行检查。

2.3.2 控制律测试。电传操纵系统的控制律直接关系到飞行安全。在内场集成测试中，可通过FTI设备控制、监控飞控计算机的运行，实现构型定义、程序加载、存储器验证、宏执行、断点定义等功能，完成对飞行控制计算机控制律的测试。这种测试方式的优点在于可以灵活的选择起飞、巡航、着陆各阶段各状态点的控制律测试，测试点的选择可根据系统可靠性的提高逐步减少。

2.3.3系统配套不全时的测试。受生产条件影响，飞行控制系统经常出现配套不全的状态，若待配套齐全后再进行内场集成测试，会严重影响飞机交付周期。针对此类实际问题，提出以下解决方案：对于系统内部的主要传感器、作动器和控制板等部件建立仿真模型，可灵活进行实物与仿真模型的切换，以满足缺件情况下的测试要求。同时，多模型的构建对于余度管理测试及故障地面复现提供了更便捷的试验条件。

2.3.4大部件成品的安装。电传飞控系统内场集成测试环境中存在数量巨大的液压管路和作动器，因此在系统试验室建设时需考虑设计合理的工装工具以提高安装可靠性及工作效率。

3电传飞控系统内场集成测试环境的构建

基于以上对电传飞控系统的原理及测试技术的研究，若想构建一套完备的测试平台，应至少包含以下几大部分。

3.1电传系统综合试验器。为整个系统提供供电、配套的硬件平台，提供状态指示和告警装置，提供人机交互接口，可完成飞行控制系统的开、闭环试验，可对输入输出飞控系统计算机的信号设置断连点和检测端；显示飞行控制系统得各种工作状态、故障状态；飞行控制系统设置激励注入和反馈采集端。

3.2综合飞行测试系统。实现测试设备与电传飞行控制计算机的通讯，获取电传飞行控制系统各设备运行状态、各信号的状态，以及系统运行参数等，按照电传飞行控制系统参数、状态的定义，对上述状态信息和参数进行解析。

3.3仿真和监控设备。可提供各类传感器和检测装置仿真、航电系统信号仿真、非航电系统信号仿真等各种仿真信号，实现与飞行控制系统的信号传输与通讯；监控并测试飞行控制系统内部及与其他分系统之间的各种通讯信号的正确性。

3.4飞行控制系统操纵装置。飞行控制系统操纵装置采用虚拟仿真或物理模拟的形式，实现操纵系统的仿真，为电传飞行控制系统提供指令输入。

3.5飞行控制系统测试激励设备。可对飞行控制系统提供信号源，并为加速度计、速率陀螺等提供激励输入。

3.6故障注入单元。可实现飞行控制系统计算机、传感器、作动器等成品的故障模拟和注入，检查飞行控制系统的故障报警功能。

3.7飞行仿真系统。在飞行仿真系统的驱动下，可完成飞机相关状态的仿真，形成完整的飞机闭环环境。

3.8地面电源系统

3.9地面液压系统

结语

本文针对电传操纵系统的内场集成测试提出了一些思路与想法，具体实施测试环境设计与建设时可根据实际情况进行相应调整，如可根据实际参加集成试验的试验件种类增减仿真监控设备的种类和数量等，希望可供实际工作参考。

参考文献

[1]张德发.飞行控制系统的地面试验与飞行试验[M].北京：国防工业出版社，2003.

[2]施继增.飞行操纵与增强系统[M].北京：国防工业出版社，2002.

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