氣動飛行模擬器姿態(tài)控制策略研究.pdf

1、氣動人工肌肉是一種新型的拉伸型氣動執(zhí)行元件。其具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，動作平滑，輸出力/自重比大和操作過程中產(chǎn)生的熱、噪音小等特點，近年來被廣泛應(yīng)用于仿人機械手、仿人關(guān)節(jié)等仿生領(lǐng)域和一些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。
　　鑒于氣動人工肌肉特有的優(yōu)點，本論文設(shè)計了一種利用大尺寸氣動人工肌肉作為執(zhí)行元件的飛行模擬器，旨在克服傳統(tǒng)飛行模擬器利用液壓作動帶來的一些諸如技術(shù)難度大、成本較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和泄漏等問題；同時，也是對氣動人工肌肉應(yīng)用領(lǐng)域的拓展；并且，

2、通過理論分析與實驗研究，探尋大尺寸氣動人工肌肉的控制方法，以及氣動人工肌肉的非線性對于控制參數(shù)設(shè)置的影響等問題的解決方法。
　　本論文圍繞所提出的基于氣動人工肌肉驅(qū)動的飛行模擬器，首先在PRO/E下構(gòu)建飛行平臺模型，并完成氣動飛行模擬器機構(gòu)的搭建；其次，針對氣動飛行模擬器的設(shè)計要求，分別選擇合適的氣動元件和控制元件，完成氣動系統(tǒng)回路設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計，并利用VC++編寫控制系統(tǒng)軟件界面，通過對控制信號的獲取，實現(xiàn)控制系統(tǒng)相關(guān)功能；

3、此外，根據(jù)構(gòu)建好的平臺模型，分別展開系統(tǒng)級和元件級的建模仿真，完成氣動高速開關(guān)閥和氣動人工肌肉等元件的建模仿真以及飛行模擬器的正解和逆解模型的建立；而后，針對氣動飛行模擬器的運動特點，設(shè)計傳統(tǒng)PID和模糊PID兩種不同的姿態(tài)控制策略，并進(jìn)行整個系統(tǒng)的仿真；最后，在不同的控制策略下，進(jìn)行實驗，并驗證仿真分析的正確性。
　　通過所進(jìn)行的飛行模擬器的實驗研究可以證明，大尺寸氣動人工肌肉應(yīng)用于飛行模擬器是可行的，同時，針對大尺寸氣動人工肌