应用于飞行模拟器的电动伺服加载系统

飞行模拟器操纵负荷系统是飞行模拟器的重要组成部分，是向飞行员提供操纵力的人感系统。介绍了操纵负荷系统的仿真方法和全数字式操纵负荷系统的工作原理以及电动伺服加载系统的原理和结构特点．     

基于结构化奇异值设计方法的液压操纵负荷系统鲁棒控制

针对采用PID控制器控制液压操纵负荷系统存在系统握杆稳定性及平滑性不好的缺点,设计了一种基于结构化奇异值设计方法的鲁棒控制器,并将两种控制进行了对比实验。结果表明,本文设计的鲁棒控制器有效地提高了系统的握杆稳定性及平滑性。     

基于神经网络的电液飞行模拟器抗负载干扰控制策略

针对电液飞行模拟器存在的强负载干扰,提出一种基于神经网络补偿的新方法,它充分吸收了结构不变性原理补偿方法的优点,有效地消除了负载扰动的影响.理论分析、仿真及实验研究表明了该方法的有效性.     

飞行控制系统CAS和操纵系统MCS交联振荡的研究

ＣＡＳ与ＭＣＳ交换引起力反传和舵而振荡是航空工程的难题。本文建立了ＣＡＳ和ＭＣＳ的交换耦合模型。     

直升机飞行操纵系统综合仿真研究探讨

据直升机操纵系统功能和力学特性分析,直升机操纵系统中既包含操纵机构部分,又包含伺服液压作动部分,且这两部分强耦合在一起,是机、电、液、控集成的多学科系统,涉及的学科门类众多,并且耦合程度很高.因而要想对直升机操纵系统的整体性能进行有效的预测,优化其设计参数,必须直升机飞行操纵系统机电液综合仿真,通过机构优化设计以及提高控制精度和可靠性.     

摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载实验

为研究加载结构对摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载性能的影响,介绍该负载模拟器的加载原理,搭建单向摩擦加载式电液负载模拟器实验样机.建立该负载模拟器的线性数学模型;设计PID+前馈的控制器,在提高控制精度同时避免引入多余力矩抑制补偿;实验研究弹簧刚度、摩擦盘摩擦性能等对力矩加载性能的影响;着重研究该负载模拟器在强舵机干扰条件下的小幅值力矩加载性能.实验结果表明:摩擦加载式力矩加载方法在结构上不存在多余力矩,能够获得高性能的力矩加载结果.优化弹簧刚度,选用摩擦性能优良的摩擦盘材料,以及设计高性能的控制器均可以提高力矩加载性能.     

飞行事故数据辨识与操纵估计初步研究

飞机的飞行数据记录器可直接用于航空公司对飞行超限事件的管控,即通过飞行数据记录器记录的超限事件的等级与发生频率对飞行员进行飞行品质监控和绩效评估.基于批量飞行数据记录器,可对飞机关键系统进行故障诊断,如发动机故障诊断与性能预测、基于飞行故障案例检索的推演预测等.     

液压助力式飞行操纵系统仿真分析

文章采用Madab/Simulink建立液压助力式飞行操纵系统的动力学模型,该模型考虑了支座间隙、滑阀遮盖、摩擦力等非线性因素.通过仿真分析得出飞行操纵系统的各项性能指标,包括峰值时间、调节时间、超调量、相位滞后、流量需求等,以及各性能指标对主要设计参数的敏感性,为后期的铁鸟试验及优化设计提供参考.     

绳传动型舵机反操纵负载模拟器

基于大扭矩、大加载梯度、高精度等加载指标,开展了舵机抗反操纵负载能力研究.首次提出基于绳传动的曲柄-压簧构型方案,相比于传统平面四连杆型方案,其具有传动效率高、数学模型简单、动态响应快、无工作死点、安装方便等优势.经仿真分析,模拟器静态加载误差不大于0.67%,相比于滑块固定状态,滑块随动状态可显著提高加载精度;模拟器动态加载误差不大于6.17%,当加载梯度较小时,宜选用刚度相对较低的压簧,以提高动态加载精度.最后,开展了反操纵力矩标定试验并采用最小二乘法修正,加载偏差可控制在1%以内.研究成果对于飞行器用舵机的大扭矩反操纵负载研究具有重要参考价值.     

基于学习控制的电液伺服加载系统

根据电液加载系统存在的非线性、时变性以及响应滞后等特性，通过建立系统的数学模型，应用智能控制理论中的学习控制算法，以达到提高加载控制系统加载力准确度、响应速度。结果表明，算法能改善系统动态特性，使系统有更高的控制精度、更快的响应及更强的适应能力。     

基于COTS的飞行模拟器快速原型系统开发

基于商用货架产品(Commercial Off-The-Shelf)的思想,提出了一种开发飞行模拟器的快速原型系统。根据对原型系统基本组成的分析,采用商用货架硬件组建了基于以太网和CAN总线的分布式计算机系统,降低了硬件成本提高了可靠性和升级换代能力。根据原型系统的软件功能,确定了高效的商用开发软件,支持快速控制原型的Matlab/Simulink和RT-LAB的采用,不仅实现了复杂的飞行系统和操纵负荷系统软件的快速开发和调试,而且提高了系统开发效率,缩短了开发周期。最后结合开发的原型系统说明了采用COTS的优越性。     

系列伺服作动器动态加载系统及其控制策略

针对系列多型号伺服作动器系统的动态加载试验需求,设计了一种由直线电机与液压增力模块构成的新型加载系统,并基于AMESim/MATLAB联合仿真模型研究了系统的加载控制策略:采用多闭环与前馈复合控制提高加载系统力控制精度并改善相位滞后;基于结构不变性理论对伺服作动器的位移输出信号进行前馈补偿并抑制多余力.仿真结果表明,该加载系统方案能够有效抑制多余力,减小系统相位滞后,提高力加载精度,保证加载系统具有良好的整体性能,并可灵活地满足不同载荷、不同频率的加载测试需求.     

研究用飞行模拟器点对点采集系统

为了使高逼真度研究用飞行模拟器满足更多机型的实验需求,加快座舱面板的重构速度,提出了一种基于CAN总线的分布式点对点采集系统.分析了采集系统的特点,给出了点对点采集系统的软硬件结构,并针对其特点进行了层次划分.基于嵌入式处理器构建通用采集卡,使用面向对象方法对采集系统软件进行实现.将点对点采集系统应用于构建737系列模拟器座舱,结果表明,该系统可以减少面板变更影响,降低系统重构难度.     

摩擦加载式电液负载模拟器大幅值加载机构

为在紧凑的结构尺寸下利用现有的摩擦材料大幅度提高摩擦加载式电液负载模拟器的加载幅值,提出利用大幅值力矩加载机构进行加载的方法.给出加载机构的工作原理,设计并研制一个加载机构样机;利用ABAQUS软件建立该机构的有限元模型,并对该机构进行动态热-力耦合仿真研究,验证该机构的可行性,研究摩擦热的产生特征及其对该机构的影响,发现实际应用时需要对该机构进行充分的散热;利用研制的加载机构,将原有的单向摩擦加载式电液负载模拟器样机改造为大幅值摩擦加载式电液负载模拟器,基于改造的负载模拟器,在PID控制器控制下进行了大幅值力矩加载实验.实验结果表明:改造后的负载模拟器能够精确跟踪高达70 N·m的力矩,该机构能够按设计预期将原有负载模拟器样机力矩加载幅值提高3倍左右,验证了该机构的有效性.     

基于位置控制的液压操纵负荷系统

从理论上分析了基于位置控制的液压操纵负荷系统的力感模拟原理,阐明了力感模拟效果的影响因素为位置控制回路的带宽、综合刚度及操纵力引起的位置扰动。在理论分析的基础上,借助计算机仿真方法,阐述了根据模拟对象的特性和仿真精度确定位置控制回路的带宽和综合刚度的方法,并提出了设计原则。指出位置控制回路的带宽应等于10倍仿真模型的转折频率,在满足二自由度系统模拟单自由度系统的模拟精度要求下,综合刚度应取3～10倍的液压弹簧刚度。通过时域和频域的计算机仿真证明了本文设计方法的可行性,仿真结果也证明了理论分析的结果是正确的。     

被动力伺服系统摩擦非线性控制

提出了一种用于补偿力伺服系统中摩擦力作用的基于非精确模型的非线性控制器。摩擦力是影响系统性能的一个重要因素,针对摩擦非线性对被动式电液力伺服系统跟踪性能的影响,提出一种用于力控制系统摩擦非线性补偿控制器。其基于Lyapunov稳定性定理,不需摩擦力矩的准确模型,只需参数上界值,是一种基于非精确摩擦模型的非线性控制器。仿真与实验结果表明:与一般的PID控制相比,该控制器能更好地消除摩擦非线性的影响。此算法对力控制系统的摩擦力抑制具有一定的借鉴作用。     

Multi-Channel Force Control System for Static Loading

An eight-channel force loading system is presented, which adopts position control system and forcecontrol system switching model, small flow servo valve controlled capacious cylinder system scheme, intelligentPID algorithm and distributed load approach. Through the analyses of the equivalent model of valve controlledcylinder force subsystem, a controller based on intelligent PID algorithm is designed, which is not sensitive to the     

飞行模拟器原型系统导航数据库的构建

为了研究开发高逼真度的飞行模拟器,并为之提供真实可靠的导航数据,提出了飞行模拟器原型系统导航数据库的数据结构要求,即机场、跑道、甚高频全向信标、仪表着陆系统、测距仪系统、中波导航台和指点信标的数据结构要求。结合FlightGear、FS2004模拟飞行导航数据库和真实机场航图,得到了完整可信的导航数据。建立了导航数据库数据结构变换函数,基于Microsoft visual studio.NET,实现了导航数据结构变换,生成了飞行模拟器原型系统可用的导航数据库数据文件,构建了完整的、可信的、数据结构合理的高级飞行模拟器原型系统导航数据库。模拟器程序的运行结果表明,采用的飞行模拟器原型系统导航数据库开发的方法是有效的、可行的。