[發明專利]一種飛行器操縱負荷模擬系統以及模擬方法

有效

• 申請號: 201810519953.7
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN109118873B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 黃寧;闞瑩瑩
• 申請（專利權）人: 北京摩詰創新科技股份有限公司
• 主分類號: G09B9/10
• 分類號: G09B9/10;G09B9/08
• 代理公司: 北京國電智臻知識產權代理事務所(普通合伙) 11580
• 代理人: 吳紅飛

本發明提供了一種飛行器操縱負荷模擬系統以及模擬方法，前者包括操縱負荷計算模組、伺服驅動器和與所述操縱負荷計算模組控制連接的執行裝置，所述操縱負荷計算模組與控制電源電連接，所述伺服驅動器與主電源電連接；所述雙向通訊模塊通過雙向總線與所述伺服驅動器相連接，所述伺服驅動器與所述執行裝置控制連接，所述雙向通訊模塊將所述主控模塊計算得到的扭矩輸出值發送至所述執行裝置，并接收所述執行裝置的反饋值；所述以太網通訊模塊通過以太網與本地計算機相連接。該飛行器操縱負荷模擬系統能夠為飛行模擬器提供較高精度的操縱負荷系統模擬操縱力感，從而保證了飛行模擬器具有較高的訓練效率。

技術領域

本發明涉及模擬方法和校準技術領域，具體涉及一種飛行器操縱負荷模擬系統和模擬方法。

背景技術

自1903年第一架飛機誕生后，為減少未經訓練人員駕駛飛機的風險性和掌握飛機的操縱技術和飛行感覺，模擬裝置即應運而生。且隨著科學技術的進步，模擬裝置取得了一系列的進步。操縱負荷系統作為飛行模擬器的關鍵子系統之一，是研制高等級模擬器的前提和基礎。它在有人駕駛的模擬器之中用來模擬駕駛員所感覺到的操縱力，同時還要完成操縱機構終端的位移或偏角的實時計算。對當前操縱力感的逼真模擬可以使駕駛員準確地感受到當前飛行狀況，從而有效提高駕駛員的訓練效率；而錯誤失真的操縱力感會使駕駛員形成錯誤的操作習慣，從而使飛行訓練效率降低甚至失效。因此，提供一種飛行器操縱負荷模擬系統，以期為飛行模擬器提供較高精度的操縱負荷系統模擬操縱力感，從而保證飛行模擬器具有較高的訓練效率，就成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種飛行器操縱負荷模擬系統，以期為飛行模擬器提供較高精度的操縱負荷系統模擬操縱力感，從而保證飛行模擬器具有較高的訓練效率。本發明的另一目的是提供一種基于該飛行器操縱負荷模擬系統的模擬方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種飛行器操縱負荷模擬系統，包括操縱負荷計算模組、伺服驅動器和與所述操縱負荷計算模組控制連接的執行裝置，所述操縱負荷計算模組與控制電源電連接，所述伺服驅動器與主電源電連接；

所述操縱負荷計算模組包括主控模塊、模擬量輸入模塊、雙向通訊模塊和以太網通訊模塊；

所述模擬量輸入模塊與所述執行裝置的扭矩傳感器相連接，并用于接收所述扭矩傳感器傳輸而來的扭矩值，所述主控模塊根據輸入的扭矩值計算扭矩輸出值；

所述雙向通訊模塊通過雙向總線與所述伺服驅動器相連接，所述伺服驅動器與所述執行裝置控制連接，所述雙向通訊模塊將所述主控模塊計算得到的扭矩輸出值發送至所述執行裝置，并接收所述執行裝置的反饋值；

所述以太網通訊模塊通過以太網與本地計算機相連接。

進一步地，所述操縱負荷計算模組包括外回路和內回路，所述外回路用于計算操縱負荷系統應加載的模型力，所述內回路為模型力加載回路；

所述內回路包括：

力獲取單元，用于獲取來自外回路的模擬力以及外界施加的擾動力，并將該模擬力和擾動力的合力輸出；

分析計算單元，用于接收所述力獲取單元輸出的合力，基于該合力計算轉動慣量，并將計算得到的轉動慣量以加速度的形式輸出；

驅動控制單元，用于接收所述分析計算單元輸出的加速度，基于該加速度計算模擬位置，并將該計算得到的模擬位置輸出；

電機執行單元，用于根據所述驅動控制單元輸出的模擬位置移動預設位移，并將移動后的實際位置輸出；

位置輸出單元，用于接收電機移動后的實際位置和所述分析計算單元計算得到的轉動慣量，根據實際位置和轉動慣量計算得到計算位置和位置誤差反饋值，并將該計算位置輸出至外回路、將位置誤差反饋值輸出至所述驅動控制單元。