[发明专利]采用双力源仿真直升机操纵力感的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用双力源仿真直升机操纵力感的方法。

背景技术

操纵负荷系统是直升机飞行模拟器的重要系统之一。通常一种方法是采用原机舵机用于并联通道力加载模拟，而串联通道无加载力源，使得由于仿真需要串联通道被去掉部分的惯性力、摩擦力和阻尼力以及故障状态下产生的力无法模拟，严重影响力感逼真度。另一种方法是采用仿真件作为加载力源，由于加载力建模的误差以及仿真件与原机舵机物理特性的差异，力感模拟逼真度也同样受到一定限制。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本发明提供采用双力源仿真直升机操纵力感的方法。目的是既不改变原机的控制逻辑关系，使操纵负荷系统方便可靠、又不丢失需要模拟的操纵负荷系统的操纵力，提高操纵负荷系统模拟逼真度。

本发明提供采用双力源仿真直升机操纵力感的方法，所采用的双力源仿真直升机操纵力感的装置的构成如下：主飞行仿真计算机、操纵负荷计算机、教员控制台计算机和自动驾驶仪计算机分别通过1000M以太网连接；RS485数据转换器分别与操纵负荷计算机、dsPIC单片机连接；dsPIC单片机还分别与光电编码器、舵机伺服放大器、电磁力伺服放大器连接；电磁力伺服放大器与电磁力伺服加载器连接；电磁力伺服加载器与驾驶杆连接；原装并联舵机分别与驾驶杆和舵机伺服放大器连接；光电编码器分别与驾驶杆及dsPIC单片机连接，用来检测驾驶杆的位移并将驾驶杆的位移信号传送给1000M以太网；

形成如下两个环控制系统：Ⅰ、模拟并联通道的闭环控制系统构成如下：1000M以太网分别与主飞行仿真计算机、操纵负荷计算机、教员控制台计算机和自动驾驶仪计算机连接；RS485数据转换器分别与操纵负荷计算机、dsPIC单片机连接；dsPIC单片机与舵机伺服放大器连接；舵机伺服放大器与原装并联舵机连接；、原装并联舵机与驾驶杆连接；光电编码器分别与驾驶杆及dsPIC单片机连接；

①教员控制台计算机设置气象条件和直升机特情状态的信息；飞行人员对操纵负荷系统的的操纵信息经过光电编码器检测并通过dsPIC单片机、RS485数据转换器、1000M以太网传送至主飞行仿真计算机，主飞行仿真计算机通过直升机性能仿真模块实时解算出直升机运动及姿态的状态数据，传送给1000M以太网；

②自动驾驶仪计算机根据从1000M以太网得到的飞行员要保持的直升机状态数据，以及主飞行仿真计算机解算出的直升机的当前飞行状态，解算出原装并联舵机的指令位置信号；经1000兆以太网、操纵负荷计算机、RS485数据转换器传送给dsPIC单片机；

③同时，dsPIC单片机接收反映原装并联舵机实际位置的光电编码器的编码信号，并将原装并联舵机的指令位置信号与实际位置信号进行比较，其差值作为控制信号，经dsPIC单片机的PID控制器形成舵机伺服放大器的伺服控制信号，再经舵机伺服放大器放大后，驱动原装并联舵机工作，从而使驾驶杆摆动，控制飞机按飞行员要保持的状态飞行。

Ⅱ、串联通道的开环控制系统构成如下：1000M以太网分别与主飞行仿真计算机、操纵负荷计算机、教员控制台计算机和自动驾驶仪计算机连接；RS485数据转换器分别与操纵负荷计算机、dsPIC单片机连接；dsPIC单片机还分别与光电编码器、舵机伺服放大器、电磁力伺服放大器连接；电磁力伺服放大器与电磁力伺服加载器连接；电磁力伺服加载器与驾驶杆连接；光电编码器分别与驾驶杆及dsPIC单片机连接，飞行人员对操纵负荷系统的操纵信息经过光电编码器检测并通过dsPIC单片机、RS485数据转换器传送操纵负荷计算机传送至1000M以太网；

①通过教员控制台计算机设置气象条件和直升机特情状态的信息；飞行人员对操纵负荷系统的操纵信息经过光电编码器检测并通过dsPIC单片机、RS485数据转换器、操纵负荷计算机、1000M以太网传送至主飞行仿真计算机及操纵负荷计算机；主飞行仿真计算机通过直升机性能仿真模块实时解算出直升机运动及姿态的状态数据，传送给1000M以太网；

②人工操纵驾驶杆的位置信号由光电编码器检测，该人工操纵驾驶杆的位置信号经dsPIC单片机传送给操纵负荷计算机；操纵负荷计算机根据教员控制台计算机设置气象条件和直升机特情状态的信息，通过串联通道力感模型解出电磁力伺服加载器的力控制信号，经RS485数据转换器、dsPIC单片机传送给电磁力伺服放大器，控制电磁力伺服加载器产生所需要的力作用到驾驶杆上；使飞行员操纵力感与真实飞机几乎完全一致；