[发明专利]飞行模拟器可逆式操纵负荷系统力感仿真方法

摘要

本发明的飞行模拟器可逆式操纵负荷系统力感仿真方法，建立了与真实飞机可逆式操纵系统相同的包含随动补偿片杆力仿真模型。该模型与真实飞机实际构成相同，使得随动补偿片产生的力可以单独调试，使调试相对过去通过调节铰链力矩系数方法而变得简化，缩短了产品调试、生产周期，调试时间比通过调整铰链力矩系数方法调试时间缩短了42.5％。因此，提高了产品竞争力；不仅适用于飞机具有可逆式操纵系统包含随动补偿片操纵杆力的模拟，也适用于没有随动补偿片的可逆式飞机操纵系统操纵杆力的模拟。该模型各项系数也可随被模拟飞机真实构成进行修改，具有通用性。该方法有效解决了气动力对舵面铰链力矩影响，提高了可逆式操纵系统杆力模拟的逼真度。

主权项

飞行模拟器可逆式操纵负荷系统力感仿真方法，其特征在于，步骤和条件如下：Ⅰ、建立如下包含随动补偿片的铰链力矩数学模型并存储在飞行模拟器的操纵负荷计算机中：（1）空气作用在飞机升降舵及其调整片和补偿片上关于铰链轴气动力矩平衡关系式如下：（1）所述的包含随动补偿片的铰链力矩数学模型中，第一项是由于舵面角变化而引起的关于铰链轴处力矩变化；第二项是由于飞机偏转角变化而引起的关于铰链轴处力矩变化；第三项是由于调整片偏角变化而引起的关于铰链轴处力矩变化；第四项是由于随动补偿片随舵面角变化而引起的关于铰链轴处力矩变化；第五项是由于飞机重心位置变化而引起的关于铰链轴处力矩变化；是升降舵关于铰链轴的转动惯量；是舵面角；是舵面角角加速度；是飞机关于重心处欧拉角角速度；是飞机关于重心处欧拉角；是关于e，z两个不同铰链轴的惯量积；是调整片铰链力矩系数；是调整片偏角；是升降舵随动补偿片的比例系数；是当飞机重心移动一个平均弦长时，为了保持飞机平衡在原先飞行状态上，飞行员必须施于驾驶盘上的力而引起的关于铰链轴处力矩变化；是升降舵的铰链力矩系数；是升降舵的铰链力矩；(2)杆力和铰链力矩关系如下：（2）是作用在驾驶盘上的杆力；是传动系数；Ⅱ、得到t时刻的飞机所处状态下的真实飞机杆力: 在t时刻，将飞机重心位置、调整片位置、襟翼位置、驾驶盘位置、舵面角及飞机当前飞行高度、飞行速度、动压的数据，输入到上述的操纵负荷计算机中存储的包含随动补偿片的铰链力矩数学模型中，求出与飞行员当前的操纵相对应的作用在飞机操纵机构铰链轴处空气动力力矩的大小，得到当前状态下的真实飞机杆力；Ⅲ、得到扰动空气产生的杆力：得到t时刻的飞机所处状态下的真实飞机杆力的同时，判断飞机当前状态是否包含湍流、振颤、空气逆增等三种空气引起的特殊杆力；如果当前状态包含了湍流、振颤、空气逆增等三种空气引起的特殊杆力，则计算出由扰动空气产生的杆力：是升降舵方向上受到的扰动杆力；是扰动力系数；是飞机升降舵方向上铰链处扰动力；Ⅳ、杆力线性叠加：将步骤Ⅱ得到t时刻的飞机所处状态下的真实飞机杆力与步骤Ⅲ得到扰动空气产生的杆力线性叠加，得到加于力伺服系统电动负荷装置上的杆力指令信号；Ⅴ、得到杆力偏差信号：操纵负荷计算机将杆力指令信号与通过力传感器获取的实测力信号进行比较，得到杆力偏差信号；Ⅵ、得到在当前飞行状态下飞行员需要在驾驶盘上所加的力：得到的杆力偏差信号经数字滤波后传送给I/O接口卡，再经过控制器和电气放大单元驱动伺服电动缸运动，从而将计算力转换成操纵装置上真实的机械力，电动负荷装置产生的力将直接加到驾驶盘上，得到在当前飞行状态下飞行员需要在驾驶盘上所加的力。