整体最小二乘法在某型液压测量设备中的应用

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1、总第174期2013年第l期直升机技术HEuCOPI'ER7I'ECHNIQUETb￡alNo．174No．12013文章编号：1673—1220(2013)01旬29硝整体最小二乘法在某型液压测量设备中的应用张呖1，吴光彬2，汪智超3(1．海军良乡航材仓库，北京102400；2．海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001；3．海军驻景德镇地区航空军事代表室，江西景德镇333002)摘要某型飞机液压系统压力测量设备中，液压传感器在原理上存在非线性因素，制造过程中随机误差较大。在对传感器输出的差分信号进行整形放大的过程中，使用了非线性放大电路，

2、另外，电路中的放大器和电阻等器件均存在随机误差，导致该液压系统压力测量设备的输入和输出之间没有显式的函数关系表达式。研究采用整体最小二乘法对输入和输出进行曲线拟合，将测量过程中原理性的非线性因素和所有器件的误差均作为一个黑箱因素处理，不需对其进行精确测量，由整体最小二乘法进行曲线拟合，硬件设计和软件编程两个方面都容易实现。关键词液压压力测量设备；整体最小二乘法；非线性；曲线拟合中图分类号：0241文献标识码：ADesigIlofaCert盈liII甜rpla玳’sHydrom廿cSysteI璐P阳鲻ureMe嬲ureImntDevice而thTLS

3、zHANGYaIl91，WUGuaIlgbin2，W．ANGzhicha03(1．NavalA、riationMaterialwarehouseatu觚鲥舳g，Beijing102400，CIIina；2．DepartmentofC∞trolEn西r脱ringNavalAemn肌tical粕dAstID咖ticalUniVe璐畸，Y锄tai264001，ClIina；3．NavyMilitaryRepfesentativesOffice砒Jin酣ezhen，J诬酣ezllen333002，China)Ab!概tACertainAirplane’sH

4、yd珀umaticSystemsFaultDia弘osisDeVicew鹊designed，but也ereweresomenoIllinearf如tor谢也intlle跎nsor’sinput—output，aIldtllem姆lifycir℃uits；mereweremaIlyr锄domerro璐intlleusedcomponents．Sotlleobviousrelation0ftlleinput—outputcollldnotbefound．A1e鹊tsquaremethodw鹊ad叩tedinnolllinear壬itting，sothe

5、hardwareandsof附areofthisFauhDiagnosisDeviceweresimplified．Keywordshydraumaticpressur{eIne酗urementdeVice；totalLe船tsquaremet}Iod；noIllinearfac—tor；cunrefittingo引言笔蓑二萎萎銎茎凳嵩耄翟l掌霎函霎誉姜嚣翼差为了快速诊断某型飞机液压系统的故障部件，计的系统误差和制造工艺带来的随机误差，信号处收稿日期：2012—07—20作者简介：张呖(1986一)，男。河北定州人，大学，助理工程师，主要研究方向：

6、电气自动化。·30·直升机技术总第174期理电路存在非线性化因素，且存在随机误差，这些因素导致该型故障检测设备的输入液压压力和输出数字采集量之间没有明确的函数关系，采用通常的补偿措施已经难以实现且无法保证系统精度。为此设计了利用整体最小二乘法对压力测量设备的输入液压压力和输出数字采集量进行曲线拟合的方法，既可以不考虑器件的非线性和设计原理中引进的非线性因素，又不用考虑器件的误差，简化了系统设计，减少了工作量；同时使检测设备方便地实现了标校功能。1某型飞机液压故障检测设备简介某型飞机液压压力测量设备对飞机液压系统的真实压力进行测量并显示，其主要部件是

7、液压传感器、信号整形放大电路、采样保持器、A／D模数转换器、数据处理单元及结果显示单元等⋯，其硬件结构如图l所示。图1中液压传感器的主要结构是c型弹簧管构成的压力受感器。C型弹簧管的自由端带动电位计的滑动电刷移动，从而感受压力的变化。图2虚线框中所示为液压传感器的原理示意图。该信号整形放大电路的基本工作原理是：将液压传感器电位计w，与图2中恐、尺。组成的电桥输出的差分电压信号进行放大整形。为此，需要计算电桥输出差分电压信号的范围，差分放大电路的增益⋯。该电路的原理电路图如图2所示。图l液压故障检测硬件组成示意图液压传感器弘．+酞圈船静图2液压传感器

8、与信号整形差分放大电路原理图设液压传感器输入的压力为p，其输出为电位计w．的电刷位移戈，根据液压传感器的输出特性，在工作范