飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)洗出及控制方法研究.pdf

1、飛行模擬器作為一種重要的航空仿真設(shè)備，與真實(shí)飛行器相比具有可控性、無(wú)破壞性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)，而作為飛行模擬器載體的并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是飛行模擬器的重要組成部分，其本質(zhì)是由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制并能提供俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航、上下、縱向平移和橫向平移的六自由度瞬時(shí)過(guò)載仿真設(shè)備，因此運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到飛行模擬的逼真度，而對(duì)并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)感模擬洗出算法及控制方法的研究，是提高飛行模擬器運(yùn)動(dòng)性能的關(guān)鍵技術(shù)，具有十分重要的意義。

2、 本文以六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)感模擬算法、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制，以及系統(tǒng)的控制體系結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面開(kāi)展研究： 1、在深入分析六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用空間機(jī)構(gòu)學(xué)建立了六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置反解公式；依據(jù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的速度和加速度與伺服油缸伸縮運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，推導(dǎo)了速度和加速度的反解公式，為后面的系統(tǒng)仿真、控制及應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。 2、在分析六自由度飛行模擬

3、器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)各種約束(包括伺服油缸伸縮長(zhǎng)度限制、運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角約束和伺服油缸間的物理干涉約束)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)“先拆解，再整合”的方法，解決了原來(lái)只考慮伺服油缸伸縮長(zhǎng)度限制的工作空間問(wèn)題。 3、動(dòng)感模擬是六自由度飛行模擬器的最基本的功能之一，但是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)空間有限，因此需要采用洗出濾波方法。本文引入遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提出了一種新的自適應(yīng)洗出濾波器的設(shè)計(jì)方法，采用BP算法來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，使目標(biāo)函數(shù)值最小，及時(shí)調(diào)整洗出濾波

4、器參數(shù)，并應(yīng)用于六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)感模擬研究中，使得運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在有限運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)將真實(shí)的飛行器六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度逼真地展現(xiàn)出來(lái)。 4、運(yùn)動(dòng)控制是六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的耦合和干擾，把模糊理論引入到傳統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制中，提出了一種采用指數(shù)趨近律的基于模糊邏輯的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法。該控制律把飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的交聯(lián)耦合產(chǎn)生的影響作為系統(tǒng)外部干擾，應(yīng)用于飛行模擬器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的單伺服油

5、缸的控制中，仿真結(jié)果表明，保證了系統(tǒng)控制的快速性和魯棒性，柔化了控制信號(hào)，削弱了自振。 5、針對(duì)六自由度飛行模擬器的任務(wù)，為了有效地對(duì)系統(tǒng)的復(fù)雜功能進(jìn)行組織和管理，提出了一種分層管理控制體系結(jié)構(gòu)，這種控制結(jié)構(gòu)是一種功能和行為相結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)，既能實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、決策等行為，又能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制；構(gòu)建了具有分析計(jì)算能力和快速控制的六自由度飛行模擬器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案，其控制系統(tǒng)采用分層及分布式控制結(jié)構(gòu)；最后，利用此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)本文提