[发明专利]一种飞行器操纵负荷模拟系统以及模拟方法

说明书

本发明提供了一种飞行器操纵负荷模拟系统以及模拟方法，前者包括操纵负荷计算模组、伺服驱动器和与所述操纵负荷计算模组控制连接的执行装置，所述操纵负荷计算模组与控制电源电连接，所述伺服驱动器与主电源电连接；所述双向通讯模块通过双向总线与所述伺服驱动器相连接，所述伺服驱动器与所述执行装置控制连接，所述双向通讯模块将所述主控模块计算得到的扭矩输出值发送至所述执行装置，并接收所述执行装置的反馈值；所述以太网通讯模块通过以太网与本地计算机相连接。该飞行器操纵负荷模拟系统能够为飞行模拟器提供较高精度的操纵负荷系统模拟操纵力感，从而保证了飞行模拟器具有较高的训练效率。

技术领域

本发明涉及模拟方法和校准技术领域，具体涉及一种飞行器操纵负荷模拟系统和模拟方法。

背景技术

自1903年第一架飞机诞生后，为减少未经训练人员驾驶飞机的风险性和掌握飞机的操纵技术和飞行感觉，模拟装置即应运而生。且随着科学技术的进步，模拟装置取得了一系列的进步。操纵负荷系统作为飞行模拟器的关键子系统之一，是研制高等级模拟器的前提和基础。它在有人驾驶的模拟器之中用来模拟驾驶员所感觉到的操纵力，同时还要完成操纵机构终端的位移或偏角的实时计算。对当前操纵力感的逼真模拟可以使驾驶员准确地感受到当前飞行状况，从而有效提高驾驶员的训练效率；而错误失真的操纵力感会使驾驶员形成错误的操作习惯，从而使飞行训练效率降低甚至失效。因此，提供一种飞行器操纵负荷模拟系统，以期为飞行模拟器提供较高精度的操纵负荷系统模拟操纵力感，从而保证飞行模拟器具有较高的训练效率，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞行器操纵负荷模拟系统，以期为飞行模拟器提供较高精度的操纵负荷系统模拟操纵力感，从而保证飞行模拟器具有较高的训练效率。本发明的另一目的是提供一种基于该飞行器操纵负荷模拟系统的模拟方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种飞行器操纵负荷模拟系统，包括操纵负荷计算模组、伺服驱动器和与所述操纵负荷计算模组控制连接的执行装置，所述操纵负荷计算模组与控制电源电连接，所述伺服驱动器与主电源电连接；

所述操纵负荷计算模组包括主控模块、模拟量输入模块、双向通讯模块和以太网通讯模块；

所述模拟量输入模块与所述执行装置的扭矩传感器相连接，并用于接收所述扭矩传感器传输而来的扭矩值，所述主控模块根据输入的扭矩值计算扭矩输出值；

所述双向通讯模块通过双向总线与所述伺服驱动器相连接，所述伺服驱动器与所述执行装置控制连接，所述双向通讯模块将所述主控模块计算得到的扭矩输出值发送至所述执行装置，并接收所述执行装置的反馈值；

所述以太网通讯模块通过以太网与本地计算机相连接。

进一步地，所述操纵负荷计算模组包括外回路和内回路，所述外回路用于计算操纵负荷系统应加载的模型力，所述内回路为模型力加载回路；

所述内回路包括：

力获取单元，用于获取来自外回路的模拟力以及外界施加的扰动力，并将该模拟力和扰动力的合力输出；

分析计算单元，用于接收所述力获取单元输出的合力，基于该合力计算转动惯量，并将计算得到的转动惯量以加速度的形式输出；

驱动控制单元，用于接收所述分析计算单元输出的加速度，基于该加速度计算模拟位置，并将该计算得到的模拟位置输出；

电机执行单元，用于根据所述驱动控制单元输出的模拟位置移动预设位移，并将移动后的实际位置输出；

位置输出单元，用于接收电机移动后的实际位置和所述分析计算单元计算得到的转动惯量，根据实际位置和转动惯量计算得到计算位置和位置误差反馈值，并将该计算位置输出至外回路、将位置误差反馈值输出至所述驱动控制单元。