基于纵向小扰动运动方程的飞行系统数值模拟研究

飞行系统仿真是飞行模拟器仿真的重要组成部分。飞行系统数学模型中常用的运动方程模型为小扰动模型。在小扰动模型下,飞机运动分为短周期运动和长周期运动。介绍小扰动方程并且分析了小扰动模型下升降舵偏转后引起的过渡过程,通过对飞机进行定直平飞无操纵小扰动情况下的仿真,证明短周期模态主要是△α和Δθ的变化,而长周期模态主要对应ΔV的变化。     

三自由飞行模拟器的动力学分析与仿真

建立精确的动力学模型是飞行模拟器研制开发和提高模拟性能的重中之重。以3-RPS并联机构的三自由度飞行模拟器运动平台为研究对象,考虑到机构质量、荷载、转动惯量和惯性力的影响,建立了基于Kane方法的改进型多刚体动力学方程。采用ADAMS和UG联合仿真,在运动平台中心分别施加随时间变化的力和额定荷载,得出升降、俯仰、横滚飞行姿态下,各个驱动系统的受力以及相应旋转副的转矩。仿真结果表明:飞行模拟器运动平台的承载能力足够,满足模拟运动的技术指标要求;各个驱动缸受力和所受转矩均衡,从而验证了动力学模型建立的正确性和运动平台结构设计的合理性。该研究方法适用于其他并联机构和模拟器的动力学研究,具有一定的推广意义。     

飞行模拟器操纵加载机构设计及仿真

提出了一种新型飞行模拟器操纵负荷直线加载机构,对该机构的结构和具体工作过程进行了介绍。在UG 8.0建模环境中,对该机构进行三维设计建模。将三维建模结果导入UG 8.0运动仿真环境中,建立机构的动力学仿真模型,对机构施加力驱动进行动力学仿真分析,以验证机构运动的可行性和动力学可行性。最终验证了该机构的运动可行性和动力学可行性,为飞行模拟器操纵负荷机械结构的研究提供一个新的思路。     

飞行模拟座舱的电液伺服驱动机构

本文介绍了六自由度飞行模拟座舱的结构和运动模型。根据飞行环境的特殊要求，对驱动飞行模拟座舱的静压支承电液伺服作动器的结构参数和特性进行了设计和分析     

离心式飞行模拟器发展概述

目前我国很缺乏具有持续过载训练功能的地面飞行模拟器,并且缺乏体系化的飞行模拟器建设。根据离心式飞行模拟器的发展历程,以座舱自由度和主要训练功能划分,将离心式飞行模拟器分为动态飞行模拟器、空间定向飞行模拟器和综合飞行模拟器3种。并指出各类飞行模拟器的技术特点、主要功能及优缺点。最后介绍了离心式飞行模拟器的关键技术和发展趋势。     

汽车动力系离合器接合抖振和粘一滑的分析和仿真

研究分析了离合器接合的抖振和粘一滑以及用数字来检验这些现象的影响系数。为具有汽车变速箱装置的动力系带打滑离合的4自由度（4DOF）的扭振系统开发了一个模型。进行稳态分析表明该离合器的抖振与摩擦系数和斜率有关,并用数字仿真加以证实。开发了模拟粘一滑的一种算法,并用于数字仿真,它表明了由于离合器压力波动,离开接合的抖振和外栽荷变动将增加了粘一滑的可能性。由2档换到3档的数字仿真证明,根据离合器接合时作用压力波动,离开接合抖振和外裁荷波动发生粘一滑可能增大,而随作用压力倾斜到啮合点发生粘一滑可能性明显减少。     

汽车动力系离合器接合抖振和粘一滑的分析和仿真

研究分析了离合器接合的抖振和粘一滑以及用数字来检验这些现象的影响系数。为具有汽车变速箱装置的动力系带打滑离合的4自由度（4DOF）的扭振系统开发了一个模型。进行稳态分析表明该离合器的抖振与摩擦系数和斜率有关,并用数字仿真加以证实。开发了模拟粘一滑的一种算法,并用于数字仿真,它表明了由于离合器压力波动,离开接合的抖振和外载荷变动将增加了粘一滑的可能性。由2档换到3档的数字仿真证明,根据离合器接合时作用压力波动,离开接合抖振和外载荷波动发生粘一滑可能增大,而随作用压力倾斜到啮合点发生粘一滑可能性明显减少。     

飞行模拟器运动系统的模糊变结构控制研究

飞行模拟器运动系统存在严重的耦合和干扰，本文将交联耦合产生的影响当作外干扰，将模糊理论和传统的滑模控制相结合对飞行模拟系统进行控制，引入了指数趋近律，给出了模糊滑模控制算法。仿真结果表明，该方法具有较好的鲁棒性和快速性。对飞行模拟运动系统具有良好的控制效果。     

基于滤波的转台伺服系统离散滑模控制

飞行仿真转台是航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,是一个高精度的复杂系统,分析了飞行仿真转台伺服系统的数学模型,给出了系统控制结构图.滑模控制是一种非线性控制方法,对参数变化和扰动具有完全的自适应性,将离散滑模控制引入到转台伺服系统的控制中,给出了离散滑模控制器的实现过程,通过引入卡尔曼滤波器改善了系统的控制品质,软件仿真结果表明所设计的离散滑模控制器能达到较好的控制品质,有效的减小了系统抖振,提升了系统的抗干扰能力.     

岸桥操作模拟器运动平台洗出算法研究

岸桥运行速度的提高对岸边集装箱起重机操作模拟器中的关键--动感模拟系统提出了新的更高要求,针对岸边集装箱起重机仿真模拟器运动系统,提出了设计岸桥操作模拟器体感模拟算法的实现方法。在该实现方法中,考虑洗出位置对模拟逼真度的影响,从而求出最优的洗出位置;并在满足运动平台快速回位性能以及低于人体运动感觉阀值的要求下,优化了操作模拟器体感模拟算法固定参数,以改善系统性能,提高模拟逼真度。并应用MATLAB建立了仿真模型。在此模型的基础上,通过运用一组实际运动数据对该算法进行仿真计算及分析,结果证明了该算法为一种有效的方法。     

空间飞行器失重试验安全保护分析与设计

针对空间飞行模拟器采用自由落体原理模拟空间失重运动环境的安全性和可靠性要求,提出了慢回弹海绵垫缓冲保护方法,建立了该种方法的数学模型,计算了慢回弹海绵刚度与模拟件下陷深度的关系以及慢回弹海绵刚度与模拟件受最大作用力的基本关系。设计了二层不同刚度回弹海绵组成的安全缓冲保护方案,并使用Abaquse建模、分析,仿真了试验过程。仿真计算结果表明该方案可行,在缓冲过程中的模拟件受到的局部最大应力小于模拟件的屈服强度。在实际试验中使用该方案得到了安全性验证。     

基于RT-LAB的飞行模拟器管理系统的研究

针对RT—LAB仿真平台的核心优势设计出一种基于该平台的通用工程飞行模拟器管理系统，并深入讨论了系统开发申的关键问题，将RT-LAB的可视化建模功能表对模型执行的管理控制功能集成到工程飞行模拟器上，实现了集可视化建模、程序译编、仿真实验于一身的工程模拟器系统；讨论了通用工程飞行模拟器数据信息的开放式管理等问题，保证了工程飞行模拟器的通用性。     

Architecture of a platform for hardware-in-the-loop simulation of flying vehicle control systems

A hardware-software platform is presented, which is designed for the development and hardware-in-the-loop simulation of flying vehicle control systems. This platform ensures the construction of the mathematical model of the plant, development of algorithms and software for onboard radioelectronic equipment and ground control station, and visualization of the three-dimensional model of the vehicle and external environment of the cockpit in the simulator training mode.     

微型无人直升机三轴飞行仿真转台

为了配合微型无人直升机飞行控制系统和惯性导航系统的研究,设计了一种基于MR-J2S交流伺服系统的新型三轴飞行仿真转台。该转台采用卧式布局,电机驱动的方式,使用光电编码器作为反馈元件,系统构成上、下位机两级控制结构,具有较高的测量精度、结构简单、造价低廉等特点。试验结果表明,能够满足微型无人直升机半实物仿真的要求。     

ZERO PHASE ERROR REAL TIME CONTROL FOR FLIGHT SIMULATOR SERVO SYSTEM

Flight simulator is an important device and a typical high performance position servo system used in the hardware-in-the-loop simulation of flight control system. Without using the future desired output, zero phase error controller makes the overall system's frequency response exhibit zero phase shift for all frequencies and a very small gain error at low frequency range can be achieved. A new algorithm to design the feedforward controller is presented, in order to reduce the phase error, the design of proposed feedforward controller uses a modified plant model, which is a closed loop transfer function, through which the system tracking precision performance can be improved greatly. Real-time control results show the effectiveness of the proposed approach in flight simulator servo system.     

飞机仿真座舱中嵌入式USB-Host技术的应用

模拟飞行训练在飞行人员的培训和日常训练中起着重要的作用.本文针对某新型飞机仿真座舱中利用嵌入式USB-Host技术模拟实现飞机数传系统的过程,介绍了嵌入式USB-Host模块的工作原理,以及硬件、软件和应用程序的设计.     

飞行模拟转台伺服系统滑模控制仿真

分析了飞行仿真转台伺服系统的数学模型和摩擦模型,给出了切换函数和滑模控制器的实现过程,软件仿真结果表明所设计的滑模控制器能达到较好的控制品质,有效的进行系统低速摩擦补偿.     

一种用于飞行模拟力觉交互设备的控制系统设计

从飞机模拟器操纵负荷系统的功能与需求出发,为一种用于飞行模拟的力觉交互设备设计了控制系统;分析了系统的控制策略,并从硬件和软件两方面建立了控制平台;在样机上对反馈力矩大小与系统响应时间进行测试,验证了控制系统的可行性.     

Dynamic characteristic analysis and force loop design for the aerodynamic load simulator

A dynamic load simulator which can reproduce, on-ground, the aerodynamic hinge moment of control surface, is an essential rig for performance and stability test of aircraft actuation system. The hinge moment varies widely in the flight envelope depending on specific flight condition and maneuvering status. To replicate the wide spectrum of this hinge moment variation within some accuracy bounds, a force controller is designed based on the Quantitative Feedback theory (QFT). A dynamic model of load actuation system is derived, and compared with the experimental results. Through this comparison, a nominal plant model of load actuation system with some uncertainty bounds is developed. The efficacy of QFT force controller is verified by numerical simulation, in which hydraulic actuation system dynamics of aircraft control surface is considered.     

自由飞行机器人气浮式模拟器设计

为了搭建在轨组装的地面模拟实验系统,设计了一种基于冷气推进、能够自由漂浮的三自由度自由飞行机器人模拟器,并对模拟器的结构设计、气路系统、动力学建模和控制系统进行了研究。采用模块化设计对主体结构进行不同功能的分区,并结合工作原理对模拟器的承载能力进行了分析和实验验证。然后,采用部分解耦的方式对喷嘴进行了布置,进一步设计了整个气路系统,并对影响喷嘴推力的因素进行了理论分析和实验验证。最后,采用牛顿-欧拉法建立了模拟器的动力学方程,联合Simulink和Adams,搭建了控制仿真模型并进行了运动仿真。实验结果显示,模拟器能够承载800kg以上的重量,单方向上能够达到8N的力,整体运行时间能够达到30min。模拟器对参考输入有很好的跟踪效果,能够为超冗余模块化机械臂的地面实验提供可移动载体。