第
46
卷第
4
期
2012
年
4
月
西安交通大学学报
JOURNAL
OF
XI'
AN
JIAOTONG
UNIVERSITY
Vo
l.
46
No.4
Ap
r.
2012
飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制
赵劲松叶正茂沈刚1,
2
韩俊伟1,
3
(1.哈尔滨工业大学机电工程学院,
15000
1,哈尔滨;
2.
中国矿业大学机电工程学院,
221116
,江苏徐州;
3.
苏州菱云试验系统有限公司,
215163
,江苏苏州、
1)
摘要: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.
关键词:飞行模拟;操纵负荷;电液伺服;逆模型;系统辨识;半实物仿真
中图分类号
TP273
文献标志码
A
文章编号:
0253-987X(2012)04-0038-07
Inverse Model Control for
Inner
Loop
of
Control Loading
System on Flight Simulator
ZHAOJi
口
so
日
gl
,
YE
Zhengmao
1
,
SHEN
Gang
l,
2 ,
HAN
Junwei
l,
3
(1.
Sc
hool
of
Mechatronics
Engineering
,
Harbin
Institute
of
Technology
,
Harbin
15000
1,
China:
2.
Sc
hool
of
Mechanical
and
Electrical
Engineeri
鸣,
China
University
of
lVli
ning
and
Technology
,
X
飞回
hou
,
Jiangsu
221116
,
China:
3.
Suzhou
Lingyun
Test
System
Co.
,
Ltd.
,
Suzhou
,
Jiangsu
215163
,
China)
Abstract:
To
improve
force feel
simulation
fidelity
of
the
control
loading
system
on
the
flight
simulator
based
0
日
force
loop,
the
effect
of
inner
loop
tracking
performance
on
the
fidelity of
force feel
simulation
is analyzed. A
controlling
strategy
combining
proportion
with
feedforward
inverse
model
compensation
is
put
forward
following
the
structure
invariance
principle
for
restraining
surplus
force.
On
the
premise
of loop
stability
,
this
strategy
can
expand
inner
loop
bandwidth.
Simulation
and
hardware-in-the-loop
experiment
0
日
the
RT-LAB
based
rapid
prototype
control
platform
show
that
the
proposed
control
strategy
improves
the
inner
loop
tracking
performance
,
thus
significantly
enhances
the
force feel
simulation
fidelity
of
control
loading
system.
Ke
Y'席。rds:
flight
simulation;
control
loading
system;
electro-hydraulic
servo;
inverse
model;
system
identification;
semi-physical
simulation
飞行模拟器操纵负荷系统的主要功用是复现飞
行员操纵驾驶机构时的操纵力感,即真实飞机上驾
驶机构的位移所对应的驾驶力.力感模拟的逼真度
是飞行模拟器飞行训练水平的评定指标之一[J
J
操纵负荷系统包括基于位置回路、速度回路和力回
路的
3
种实现方式.
Gerretsen
等
[2J
对这
3
种控制
方式进行了研究.基于力回路的实现方式应用最为
广泛
[3J
在基于力回路的操纵负荷系统中,作为内回路
的力回路属于典型的被动加载系统.力跟踪精度受
收稿日期:
2011-09-20.
作者简介:赵劲松(1
983-)
,男,博士生;韩俊伟(通信作者)
,男,教授,博士生导师.
基金项目:国
家自然科学基金资助项目
(50975055).
网络出版时间:
2012-02-22
网络出版地址
http://www.
cnki.
时
t/kcms/detai
l/
61.
1069.
T.
20120222.1012.002. html