[TiMing]：ZhiShengJiMoNiQiLiuZiYouDuYunDongPingTaiKongZhiXiTongKaiFaYanJiu
[作者]：齐丽君[ZuoZhe]：QiLiJun[专业]：控制工程[ZhuanYe]：KongZhiGongCheng
[导师]：田彦涛[DaoShi]：TianYanTao[学位]：硕士[XueWei]：ShuoShi
[单位]：吉林大学[DanWei]：JiLinDaXue
[关键词]：飞行模拟器;六自由度运动平台;控制器;洗出
[时间]：20030601[页数]：66页[点击]：20116[分类号]：V275.1;V249.122[语种]：中文文摘[来源]： 毕业论文
[文摘]：飞行模拟器是在地面模拟飞行器在空中飞行和在地面运动的一种半实物仿真设备.飞行模拟器是以控制论、计算机技术和机械动力学为基础,以计算机和模拟再现环境和人体感觉的各种物理效应设备为工具,借助系统模型对操作人员的技能和素质进行评价或对飞行器性能进行研究的一门综合性技术.动感模拟是飞行模拟器重要组成部分之一.运动平台向飞行员提供六自由度的运动信号,使飞行员的体感与真实飞行相一致,并能适时的为飞行员提供操纵暗示.六自由度运动平台是一个由数字计算机实时控制并能提供俯仰、横滚、偏航、升降、纵向平移和侧向平移的六自由度瞬时过载仿真设备.计算机根据被模拟飞机的有关运动参数,经过一系列变换与滤波得到能反应飞机动感的运动驱动信号.驱动信号经过几何变换,成为每一根液压缸的驱动信号.该文首先在查阅大量国内外资料的基础上,综述了直升机飞行模拟器的特点及组成,介绍了六自由度运动平台发展、组成及其设计指标,对六自由度并联运动机构进行了位置分析,该课题主要研究内容有:1.直升机模拟器六自由度运动平台组成六自由度平台运动系统主要由运动平台、液压伺服系统、数字计算机、接口、运动系统控制软件和控制及显示设备等组成.2.给出了位置逆解和位置正解的算法,并分析了其优缺点已知六自由度运动平台的三个线位移和三个转角,求出六根液压缸的伸长量叫位置逆解.已知六根液压缸的长度li,求出六自由度运动平台的三个线位移和三个转角叫位置正解.六自由度运动平台的位置分析是求解机构的输入与输出构件的关系,即位置逆解与正解,这是六自由度运动平台运动分析的最基本的任务,也是机构速度、加速度、误差分析、工作空间分析等的基础,同时也是运动平台能实现精确位姿控制的关键.并联机构的位置逆解较简单,而位置正解由于平台的位置量与各分支的伸缩量间具有非线性关系,且具有多解性,因此求解较为困难,该并联机构应用位置逆解法.3.伺服控制系统设计研究控制系统硬件由平台控制计算机、接口系统、滤波功放板、看门狗电路和液压伺服系统组成.主计算机接收到飞行方程解算出的与控制平台有关的各种信息,由平台控制计算机进行处理,经数模变换(D/A)、滤波、功放成为伺服阀控制指令,驱动液压作动筒平滑、稳定的伸缩,实时产生和被模拟的飞机相似的过载、姿态、振动等运动信息.同时,由看门狗电路实时监视控制电路的工作情况,确保运动平台的安全.平台的运动特性主要与控制器、伺服阀、阀控液压缸、传感器的静动态特性有关系.而其中所采用控制器的类型和选用的参数将对平台运动产生很大的影响.该论文使用MATLAB软件,建立了伺服控制系统的模型,通过改变控制器的参数,不仅能选择控制器的类型,而且能够比较容易的得出控制器的最佳参数.在调整参数的过程中,对所选参数的变化对整个系统的影响作了具体的分析,绘制了大量图形,可以直观的看出它的结果.最后,通过最佳参数,选择控制器.4.六自由度平台运动系统控制软件算法及流程六自由度运动系统控制软件的核心是驱动信号的形成,主要解决如何将描述飞机运动系统及过载的参数,经过质心变换、坐标变换、信号洗出、超前补偿、液压缸伸长变换等步骤的计算,得到能驱动液压缸位移的信号.为了校验洗出模型,我们将洗出模型和理论上给出的伺服作动器、伺服阀、伺服控制器的传递函数一起构建一个仿真控制系统,利用MATLAB,通过模拟不同洗出方法,分析、调试该仿真控制系统的软、硬件的匹配性,最后确定出系统性能最优时的洗出算法.模拟仿真训练是现代高技术条件下一种新的训练方式,是提高训练效益、保证训练质量的有效途径.中国应用于飞行模拟器的六自由度运动平台还处于起步阶段,该文是在理论研究基础上的科研开发总结.实践证明该系统的研制成功对保证飞行训练安全、提高训练质量、减少实装消耗、加速战斗员的培养产生巨大的军事和经济效益.
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