[發明專利]一種飛行員操縱裝置中阻尼比的計算方法

在審

• 申請號: 201911230030.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111046492A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 鄭禹;張科勝;李康武;李剛;羅明鋒;蔡培;郭軍;張其軍;李立超;李振偉;靳金髖;王晶晶
• 申請（專利權）人: 貴州華烽電器有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 貴州國防工業專利中心 52001
• 代理人: 蔡麗華

本發明公開了一種飛行員操縱裝置中阻尼比的計算方法，該方法通過建立系統中所有參與轉動的零件三維模型，求出系統剛度，求出當量質量，最后建立有阻尼震蕩的數學模型的方法計算阻尼器輸出搖臂的阻尼系數。該方法建立了有阻尼振蕩的數學模型，提出了一種計算阻尼比的方法。該計算方法能夠更好地進行飛行員操縱裝置的人感特性設計。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，用于對飛行員操縱裝置中阻尼比進行計算。

背景技術

隨著飛機操縱系統的不斷發展，為提高飛機操縱品質和飛行質量，人感特性成為飛行員操縱裝置的重點研究方向。為了防止飛行員過快操縱以及模擬機械操縱系統中鉸鏈的摩擦力矩，飛行員操縱裝置中加入了阻尼器。

對于飛行員操縱裝置的阻尼特性，目前國內外還沒有一個系統的學科對其進行研究，以往對阻尼力的研究成果也難以滿足目前飛行員操縱裝置對人感特性的要求，對飛行員操縱裝置開展專項研究顯得尤為必要。

發明內容

發明目的

為了更準確的計算飛行員操縱裝置的阻尼比，本發明建立了有阻尼振蕩的數學模型，并提出了一種飛行員操縱裝置中阻尼比的計算方法。

發明技術解決方案

一種飛行員操縱裝置中阻尼比的計算方法，包括如下步驟：

步驟1：建立需計算阻尼比的系統中所有參與轉動的零件的三維模型；

步驟2：求出系統剛度，系統剛度就是系統中整個傳動系統的剛度，將整個傳動系統看作一個線性彈性體，以胡克定律進行計算，以最大操縱力F₁，啟動力F₀，和操縱行程L作為輸入，即可計算出系統剛度：

步驟3，求出系統的當量質量m：測量出系統繞垂直于地面向上方向的轉動慣量，并測量轉動慣量和腳蹬T點距離旋轉中心的距離，腳蹬T點為腳蹬的操縱施力點，通過如下公式即可得出腳蹬T點的當量質量m：

步驟4，對系統建立有阻尼震蕩的數學模型。

優選的，步驟1采用三維建模軟件CATIA進行三維模型創建。

優選的，步驟3使用三維建模軟件CATIA進行測量。

優選的，該方法適用于飛行員操縱裝置中飛機駕駛桿和腳蹬的有阻尼震蕩的數學模型建立。

優選的，對于腳蹬，步驟1中參與轉動的零件包括腳蹬板、搖臂、轉軸、連桿。

優選的，對于腳蹬，步驟4的計算過程如下：腳蹬運動過程中，與阻尼相關的4個環節分別是A點：腳蹬T點，B點：旋轉中心左側搖臂，C點：阻尼器搖臂，D點：腳蹬旋轉中心；

A點與B點相對于旋轉中心D點的力矩相同，則有

T_D＝c_Aω_AR₁R₁＝c_Bω_BR₂R₂

式中，c_A為A點的阻尼系數，ω_A為A點的角速度，R₁為A點到旋轉中心的距離，c_B為B點的阻尼系數，ω_B為B點的角速度，R₂為B點到旋轉中心的距離；

B點與C點在同一根連桿上，兩端的力相同，可知