B738飞行模拟机操纵负荷系统典型故障自动化分析与排除

该文针对某型B738飞行模拟机操纵负荷系统中的刹车故障进行分析,提出以电流传感器为基础的物联网监控系统对典型故障进行监控及分析。首先对典型刹车减速故障进行分析,对制动控制器的监控电流进行实时监控,并上传云服务器,用Web页面显示运行状态;同时对B738飞行模拟机当中的典型故障进行分类,并选取典型故障做出分析;最后对物联网监控方式以及传统故障分析方式进行对比。经测试,该文方式更具高效性和适用性。

电动操纵负荷系统在飞行模拟机中的应用

操纵负荷系统是飞行模拟机的重要分系统。以加拿大CAE公司生产的B737-800全动飞行模拟机为例,介绍飞行模拟机电动操纵负荷系统的组成、工作原理和控制策略,以及静态特性和动态特性的评估标准。

一种电动操纵负荷系统的实现方法

操纵负荷系统是飞行模拟器的关键系统之一,其性能好坏直接影响到驾驶员的操纵手感。针对硬连接的操纵负荷系统进行模拟,介绍了一种力控制回路的电动操纵负荷系统实现方法。首先介绍了电动操纵负荷系统的实现方法以及系统组成,之后对操纵负荷系统的模型力计算、力加载模型进行了探讨。模型力综合气动力、连杆弹力、阻尼力、摩擦力等因素进行计算,力加载模型借鉴国外先进控制算法进行设计,将控制模型分为内回路和外回路两部分:外回路负责模型力的计算,内回路根据系统实测力信号及模型力生成点击驱动指令。使用PID控制器提高系统的控制精度和力感特性,并介绍了一种提高系统实时性的方法,可适用于不同机型的操纵负荷系统设计,对了解、设计、维护飞行模拟器具有一定的意义。

公路线形的操纵负荷分析及设计控制

以路线-驾驶者-车辆仿真系统为行车试验手段，根据行驶过程中方向盘角输入和转速的时域变化，分析了多条路线的操纵负荷特性，试验路线的设计车速Vd为20-120km/h，含长大圆曲线、卵型、凸型、回头曲线等组合.结果表明：在Vd≥80km/h的山岭区高速公路上操纵车辆是非常容易的；当曲线半径大到一定程度时，曲线行驶和直线行驶已经不存在差别，但仍需要方向干预；当行驶速度偏离设计车速不多时，二、三级公路的操纵负荷虽比高速公路大，但还不至于造成驾驶者紧张，不过三级公路可能会使快速车辆操纵困难；卵型线是一种有利于操纵的组合形式，因为可以在中插回旋线上调整方向盘转角；相邻同向曲线的圆直点（YZ）和直缓点（ZH）共点时，YZ/ZH点处的曲率跳跃会导致操纵困难，建议处理成卵型；回头曲线使四级公路上的车辆操纵变得困难，省略回旋线会造成驾驶者紧张，为此应提供至少25m的回旋线.

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.

飞行模拟机操纵负荷系统试验研究

飞行模拟机操纵负荷系统是飞行模拟机的重要组成部分,向飞行员提供逼真的力感模拟。以飞机操纵系统为原型给出了飞行模拟机操纵负荷系统的模拟原理,建立了由低摩擦作动筒组成的三通道液压驱动数字式操纵负荷系统,根据数学模型借助快速控制原型技术和Matlab/Simulink可视化编程语言进行实时控制系统的开发,解决了采用C++、VC进行开发周期长、调试困难的缺点,并通过试验验证了PD控制算法的有效性,实现了对飞机操纵系统的性能模拟,具有误差小、跟踪性能好的特点,已应用于飞行模拟机样机系统的研制。

飞行模拟机电动操纵负荷系统控制与仿真

针对单一PID方法控制飞行模拟机电动操纵负荷系统时存在非线性、外力干扰、多余力及外环震荡等问题,根据FCMAC可学习任意多维非线性映射,FCMAC与PID并行控制器鲁棒性强和BP神经网络前馈补偿器具有自适应性、可有效降低多余力影响的特点,采用了由FCMAC与PID并行控制器和BP神经网络前馈补偿器组成的复合神经网络控制方法,解决了单一PID控制方法中存在的问题。对基于复合神经网络控制方法的系统进行了建模与仿真,仿真结果表明该方法使模型力与输出力偏差由1.1N降低到0.1N,干扰信号作用下力偏差保持在1.5%以内,将超调量由35%降低到2%,稳定时间由0.7s缩短到0.05s。

飞行模拟器操纵负荷力加载控制系统的试验研究

以研制的飞行模拟器操纵负荷系统原理样机为研究平台,对驾驶机构施加力加载的液压力控制系统进行了试验研究。为解决稳态精度和稳定性之间的矛盾,提高力加载控制系统的加载精度,构造了一种前馈补偿和PID反馈调节相结合的复合控制算法。试验结果验证了该复合控制算法的有效性,同时也验证了由前馈控制和PID控制构成的复合控制是实现操纵负荷力加载高精度跟踪控制的有效方法。

操纵负荷系统电液伺服加载控制方式的比较研究

在飞行模拟器操纵负荷控制系统中,采用电液伺服加载实现驾驶员在操纵时的力感觉时,常采用位置闭环控制、速度闭环控制和力闭环控制三种方式。为比较三种方式的跟踪性能,基于MAT-LAB平台进行了计算机仿真,同时在所构建的原理样机上进行了实验验证。仿真结果表明力闭环控制方式的跟踪控制精度最高,稳态误差最小;其次为速度闭环控制方式,它的跟踪误差大于力闭环控制方式,稳态误差最大;跟踪性能最差的是位置闭环控制方式,它存在较大的时间滞后,跟踪性能不好。为了验证仿真结果的有效性,在原理样机中进行了位置闭环控制和力闭环控制的力加载实验,实验结果验证了位置闭环和力闭环控制仿真结果的正确性,同时也验证了数学模型以及三种控制方式仿真的有效性。

基于位置控制的液压操纵负荷系统

从理论上分析了基于位置控制的液压操纵负荷系统的力感模拟原理,阐明了力感模拟效果的影响因素为位置控制回路的带宽、综合刚度及操纵力引起的位置扰动。在理论分析的基础上,借助计算机仿真方法,阐述了根据模拟对象的特性和仿真精度确定位置控制回路的带宽和综合刚度的方法,并提出了设计原则。指出位置控制回路的带宽应等于10倍仿真模型的转折频率,在满足二自由度系统模拟单自由度系统的模拟精度要求下,综合刚度应取3～10倍的液压弹簧刚度。通过时域和频域的计算机仿真证明了本文设计方法的可行性,仿真结果也证明了理论分析的结果是正确的。

飞行模拟器操纵负荷系统的数学建模及仿真研究

对飞行模拟器操纵负荷系统进行数学建模,为适应不同模拟对象和不同工作模式杆力特性变化要求,提出了三段式跟踪力模型。分析了驾驶员操纵产生的位移扰动对电液伺服施力机构的影响,找出了提高跟踪性能的关键因素——多余力和稳态误差。通过采用结构不变性原理及PID控制来实现力的逐点跟踪。仿真结果表明,利用三段式跟踪力模型,并且采用前馈校正策略加PID控制,可实现动态模拟,并且有效地减小多余力,控制稳态误差,达到力跟踪精度性能的要求,为构建操纵负荷系统原理样机提供了数据参数和控制策略的依据。

飞行模拟器操纵负荷系统多余力的抑制

针对基于力回路的操纵负荷系统的内回路存在多余力影响其力感模拟逼真度的问题,依据结构不变性原理提出了速度正反馈结合逆补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并在此基础上,提出了阻尼补偿的方法抑制外回路振荡以增强整个系统的稳定性.仿真结果表明,提出的复合控制策略的可行性,较传统的控制策略能够提高力感模拟的逼真度.实验结果进一步表明,内回路速度正反馈结合逆补偿的控制方法可以有效补偿多余力,上述复合控制策略在阻尼补偿控制器消除外回路振荡的情况下,显著提高了操纵负荷系统力感模拟的逼真度.

电动操纵负荷系统多余力抑制研究

为有效抑制多余力对系统的伺服精度、动态性能和稳定性等指标的影响,提出PID+前馈补偿复合控制策略的设计思想。阐述电动操纵负荷系统的组成及工作原理,通过对系统的模型建立及仿真分析,深入了解多余力产生的机理及对系统的影响,并以俯仰通道为例,采用阶跃响应和正弦响应进行测试验证。结果表明,该控制策略能有效抑制多余力影响,提高电动操纵负荷系统的力感跟踪精度。

数字式电动操纵负荷系统设计

操纵负荷系统是模拟不同环境状态下驾驶员所感觉到的操纵力的人感系统。根据对飞机操纵系统的分析,给出了某型号飞行模拟器操纵负荷系统的模拟原理,构建了一种数字式电动操纵负荷系统,对其功能、工作原理和结构组成进行论述,建立了驾驶杆力的数学模型,对操纵负荷控制系统的软硬件结构和机械连接进行了研究和设计,该系统实现了对飞机操纵系统的性能模拟,已成功应用于某型飞行模拟器产品研发中。同时系统的设计满足操纵负荷系统的通用性,可适应不同仿真对象和不同工作模式负载力特性变化的要求,对于运动仿真、场景仿真和其他与位移和力反馈有关的仿真领域也有一定借鉴意义。

基于力矩电机的飞行模拟机操纵负荷系统研究

针对目前飞行模拟机液压操纵负荷系统结构复杂、性能受油温影响、使用维护工作量大等缺点,采用直流力矩电机作为执行机构设计了电动操纵负荷系统;该系统沿用上位机、下位机结构,创新性地提出了以飞行仿真回路作为外回路,以力跟踪回路作为内回路的双回路设计模式,充分利用了当前软件、硬件结合的计算机测控技术与半实物仿真技术,对机械传动系统以及力矩电机等系统进行了精确的建模与仿真;试验结果表明,理论具有可行性。

直升机模拟器操纵负荷系统建模与试验研究

为提高某型直升机飞行模拟器操纵系统操纵力感逼真度,将直升机操纵系统分布参数分段集中化处理,利用最小二乘参数估计法得到其线性模型,并以纵向通道为例建立了杆力-位移模型和电动力伺服加载系统模型。将模型应用于某型直升机飞行模拟器并进行力感试验,试验结果表明,所建立的杆力-位移模型与实装飞机力感特性相吻合,充分证明了杆力-位移模型的有效性,该模型已成功地应用于某型直升机飞行模拟器操纵负荷系统。

飞行模拟器操纵负荷系统建模与仿真

为了最大限度地逼近真实杆力和脚蹬力,提高某型军用飞行模拟器的操纵性能,建立一种升降舵操纵系统数学模型和电动力伺服系统模型。分析真实飞机操纵负荷系统的结构及工作原理,将飞机操纵系统分布参数分段集中化处理,利用最小二乘参数估计法得到其等效线性模型,以升降舵系统为例建立了杆力-位移模型、舵偏角-位移数学模型,并对其操纵结构进行具体分析。该模型现已成功应用于某型飞行模拟器操纵负荷系统。Matlab/simulink环境下的仿真结果表明:建立的系统模型与实际系统静动态响应相吻合,证明了等效低阶模型的有效性。

飞行模拟器数字式操纵负荷系统

操纵负荷系统是飞行模拟器的关键分系统之一。经过多年研究与开发，我们推出了几种类型的数字式操纵负荷系统，并已成功用在Ｙ７－１００飞行模拟器中。目前又研制成功全数字式并行电动操纵负荷系统。本文就该系统原理、总体方案、建模方法、软硬件系统特点，进行了较全面的论述。

操纵负荷液压伺服系统多余力抑制策略研究

针对波音737-300飞机飞行模拟机操纵负荷系统,介绍了操纵负荷液压伺服系统的机械结构和工作原理,建立了操纵负荷力加载系统的数学模型并用方框图表示,分析了多余力产生机理,采用以位置信息作为前馈补偿进行多余力的抑制。仿真结果从理论上证明了前馈补偿方案可以很好地解决多余力带来的干扰,实验结果也证明了该方案的有效性和可行性。

电磁式操纵负荷系统的设计与实现

提出了一种新型的飞行模拟器操纵负荷仿真系统。依据电磁学的有关知识研制了电磁作动筒,并将电磁作动筒作为飞行模拟器操纵负荷仿真系统的力伺服系统,构成了电磁式力伺服加载方式的飞机纵向操纵负荷仿真系统。试验验证结果和实际应用表明,该系统具有仿真精度高、快速性好等特点,负载力模型和参数易于修改,可适应不同仿真对象和不同工作模式下负载力特性变化的要求,能广泛地应用于飞行模拟器的操纵力负荷仿真系统中。该方法还可用于飞机横向操纵负载力及脚蹬力的仿真。