CJ1模拟机运动系统及其故障排除

李会茹

【摘 要】本文介绍了奖状飞行模拟机的组成，并对其中运动系统的构成，工作原理及其重要组件—位移传感器进行了介绍。以运动系统故障为例，进行了故障排除说明。

【关键词】飞行模拟器；运动系统；位移传感器

【Abstract】make a brief introduction about CJ1 flight simulator， and give a look about the composition， principle and the important part—displacement sensor. Then give an example about the trouble shooting of motion system.

【Key words】Flight simulator； Motion system； Displacement sensor

0 引言

飞行模拟机是民航飞行训练中的一项重要训练设备。组成飞行模拟器的主要部分有模拟座舱、运动系统、视景系统、计算机系统（控制计算机和教员控制台）。飞行模拟器能够仿真飞行的真实环境和飞行场景（操纵负荷、仪表显示、视景、运动感觉），给受训人员呈现出几乎完全逼真的飞行环境。飞行模拟器能够完成一系列的飞行训练，其中包括对飞机极端情况（组件故障，极端天气），能够对一个飞行科目的反复训练等。另外，飞行模拟器与真实飞机相比，在训练成本上大大节省。飞行模拟器对民航飞行人员熟悉工作，提高飞行技术具有重要意义。

1 运动系统

运动系统，由机械、液压和电子装备三部分协调工作，完成模拟驾驶舱的平移运动和旋转运动。飞行模拟机中的运动系统研究，是国内对模拟机研究的重点和难点。

运动系统主要包括，运动基座、储能器、液压作动筒和计算机。

组成运动系统的六个液压作动筒，能够使得安装在上面的模拟驾驶舱进行6自由度的运动。其中3个液压作动筒控制平移运动，3个液压作动筒控制旋转运动。所有的6个液压作动筒受控于安装在运动控制柜中的控制计算机。在模拟运动过程中，主处理计算机能够对模拟机的运动数据（速度、加速度）进行计算，并将计算结果通过以太网接口传输给控制计算机。

运动系统能够实现六自由度的旋转和平移运动——俯仰、横滚、偏转、升降、纵向平移和侧向平移。现行模拟机的运动系统由三大部分构成，即机械系统、液压系统和电子系统，三个组成部分协调工作，完成各种的飞行指令，实现飞行环境的地面呈现。

位于液压作动筒内的位移传感器是控制运动系统工作的核心组件，能够将液压作动筒的运动情况传递给控制计算机，又能将控制计算机发出的运动指令下传给液压作动筒，完成对飞行的模拟仿真。

6个液压作动筒单独控制运动腿的运动。

2 位移传感器

位移传感器（Temposonics）是构成运动系统的核心组件，能够检测运动的情况。位移传感器能够改变输入信号的增益和模拟补偿值，进而得到所需要的工程输出

构成运动系统的6个液压作动筒中均安装有位移传感器，用于模拟信号的输出。当作动筒完全收回时，传感器的输出值大约为0.3V，当作动筒完全伸展时，传感器的输出值大约为9.7V。计算机将电压信号与机械伸展量做转换：

当作动筒完全收回时：-0.762m

当作动筒完全伸展时：+0.762m

位移传感器属于模拟测量系统范畴。另外位移传感器也属于是线性位置传感器，有着非常精准的测量值。在重新启动电源或者是有故障立即响应的情况下，位移传感器也能够探测位置信号。位移传感器的位置测量是通过一个无需供电的位置磁衔铁无接点进行的，因此位移传感器属于无磨损传感器，具有较高的安全操作性和较长可持续工作时间。

位移传感器安装在模拟输出端口，无需另外的运算组件，直接向控制器传送信号。位移传感器能够测量位置和速度信号，其通过一个或者两个磁衔铁便可完成对信息的采集。

位移传感器专门用于工业生产、商业用途和实验测量。能够感知位置、位移和速度的参量。位移传感器通常与适当的运算模块相连，像PLC，IPC，指示器或者其他的电子控制组件。为了确保位移传感器的安全、正常运行，安装、连接和后续的服务工作必须要由训练有素的专业人士来掌控。

位移传感器是目前世界上最先进的位置信息采集传感器，具有很高的安全性。

3 运动系统的排故实例

3.1 故障现象

“运动无法升起，mcc终端报错e stop pressure low”

3.2 排故操作

（1）检查运动系统的液压，作动筒，相关机柜中连线和跳开关。

（2）在检查过程中发现4q8开关跳开，查图知该开关给位置传感器24v电压，实际用万用表测只有23.5v左右，合上该开关后运动故障排除。

（3）继续观察，模拟机在正常运行2小时后，再次出现运动无法升起故障。

（4）检查发现4Q8开关跳开，合上后跳开关再次跳开。用万用表电流档测量流过4Q8电流为7A，远超过其额定的4A。4Q8合闸瞬间监视屏幕可见4号腿有黄色亮条。逐次断开、并恢复各条腿位置传感器插头，发现当4号腿位置传感器接通时，电流增加6A。用万用表电阻档测量该传感器24V电源端，电阻为6欧姆，与其它腿比较，其它腿电阻为无穷大或20兆欧以上，此时初步断定4号腿位移传感器有内部短路。

（5）拆换4号腿位移传感器。确保模拟的工作模式为维护模式；模拟机处于最低位置；使用4个千斤顶支撑模拟机机身。用工业“葫芦”做牵引，拆卸运动腿，更换位移传感器。

（6）调试。打开控制窗口，选择相应的运动腿作动筒；对照标准参数值表，检查该作动筒的参数，将不符合的参数值，进行修正。

4 总结

本文简单介绍了飞行模拟器运动系统故障的排故操作。其中对构成运动系统的核心组件位移传感器进行了详细介绍，位移传感器能够检测运动状态，与控制计算机进行双向通信，控制飞行模拟机的运动。另外，对模拟机的运动系统进行了简单介绍，构成运动系统的6个液压作动筒在液压、机械和电子协调控制下能够完成6项运动，进而完成对飞行运动的模拟仿真。本文的排故实例对日后模拟机的维护有一定的指导意义。

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[责任编辑：王楠]