電動式操縱負荷系統(tǒng)控制技術研究.pdf

1、操縱負荷系統(tǒng)是飛行模擬器的重要組成部分，它向飛行員提供飛機的操縱力感，同時還要完成相應舵偏角的實時計算，飛行模擬器操縱負荷系統(tǒng)的性能好壞將直接影響到飛行員的訓練效果。因此，成功研制出高性能、高逼真度以及高可靠性的操縱負荷系統(tǒng)是研制高品質飛行模擬器的關鍵要素。本課題針對教研室飛行模擬器的研制需求，主要對基于力伺服加載方式的電動式操縱負荷系統(tǒng)設計研發(fā)過程中碰到的軟硬件設計、系統(tǒng)數(shù)學模型建立、力感控制策略以及多余力抑制等方面問題進行了理論和實

2、驗研究。
　　介紹了一種體積小巧，輸入功率少，控制靈活的以永磁同步電機為執(zhí)行機構的電動式操縱負荷系統(tǒng)，建立了進行操縱桿力感模擬和舵偏角計算時所需要的操縱桿力-桿位移、舵偏角-桿位移和力伺服系統(tǒng)數(shù)學模型。對系統(tǒng)無擾動情況下的穩(wěn)定性和動態(tài)特性進行分析仿真，對多余力矩的特性進行分析。根據(jù)實際工程應用的需求，設計了力感跟蹤控制和多余力抑制的PID＋前饋補償復合控制算法，在SIMULINK中進行仿真驗證，取得了良好的控制效果。在PID控制器

3、控制參數(shù)整定方面，采用MATLAB的NCD模塊對PID控制參數(shù)進行整定，簡便易于操作。
　　通過電動式操縱負荷系統(tǒng)原理樣機上的實驗研究，比較控制器加載前后系統(tǒng)的動靜態(tài)特性和力跟蹤特性，驗證了控制策略的有效性。針對實驗研究發(fā)現(xiàn)的死區(qū)問題，設計了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡進行控制參數(shù)整定的PID控制器。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡實時在線的根據(jù)系統(tǒng)模型的辨識結果對PID控制參數(shù)進行調整，使控制器不依賴于系統(tǒng)精確的數(shù)學模型，消除了系統(tǒng)非線性因素的影響。實驗發(fā)