面向飞行仿真的力反馈系统研究

admin · 发表于 2023-9-30 13:21:45

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飞行模拟器操纵负荷系统是飞行模拟器的一个重要组成部分，是提供飞行员操纵力感觉的力反馈系统。论文针对全任务飞行模拟器操纵负荷系统进行研究，重点介绍了系统的方案设计、数学建模、控制算法和多余力抑制，最终构建一套满足全任务飞行模拟器要求的电动操纵负荷系统。论文主要研究内容和成果如下：根据全任务飞行模拟器操纵负荷系统的技术指标，通过查阅大量资料，确定电动操纵负荷系统的总体方案，并基于人机工程学原理计算操纵负荷系统的相关指标参数，为进一步的研究打下基础。通过对飞机三轴操纵系统（纵向、横向和航向）的结构、组成和功能分析，将分布参数集中化处理，并运用MATLAB/SIMULINK的模块化仿真功能，得到了符合实际系统要求的三轴操纵系统模型力和舵偏角数学模型。建立电动力伺服加载系统数学模型，运用频率分析法对系统的动静态特性进行分析，针对系统存在的稳定裕度低、动态过程响应迟缓、稳态误差大等题目，运用微分先行的PID控制策略对系统进行校正；分析系统存在的多余力，建立多余力数学模型，并基于结构不变性原理给出一种抑制多余力的前馈补偿法。仿真结果表明，微分先行的PID加前馈补偿法在改善系统动静态性能和抑制多余力方面取得了很好的效果。针对前馈补偿高阶微分环节工程实现的难度，提出一种复合控制策略，该策略在主通道采用微分先行的PID控制，前馈通道采用模糊自适应控制。成功将前馈环节从三阶降低为一阶。仿真结果表明，该方法不仅能保证伺服加载控制系统对控制性能和跟踪精度的要求，而且对系统存在的非线性因素具有很好的鲁棒性。

面向飞行仿真的力反馈系统研究

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