液压操纵负荷系统惯性补偿方法研究

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals，NO．8．2O10液压操纵负荷系统惯性补偿方法研究齐潘国王慧韩俊伟(1．辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000；2．哈尔滨工业大学机电学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：操纵负荷系统是飞行模拟器的“飞行”操纵系统，其主要作用是逼真的复现驾驶飞机时的操纵力感。其中．惯性力感是高级别模拟器必须模拟的力感之一，当操纵负荷系统自身的机构惯量比较大时，要模拟较小的惯性力感就必须要补偿机构的部分惯量。为此提出了基于力回路的惯性补偿控制方法，在不对硬件做任何改动的情况下，实现了

2、操纵负荷系统的惯性补偿。首先给出了基于力回路操纵负荷系统的控制系统结构并建立了数学模型，然后通过推导力感特性揭示出惯性补偿原理并进行了稳定性分析，提出了稳定条件．最后通过实验验证了所提出的惯性补偿方法的稳定性和有效性。关键词：流体传动与控制；液压操纵负荷；力感模拟：惯性补偿中图分类号：TP271_3l文献标识码：A文章编号：l0o8—08l3(20l0)08—0037—05InertiaCompensationofHydraulicContro1LoadingSystemQlPo~-guoWANGHui’HANn—wei(1．Sc

3、hoolofMechanicalEngineering，LiaoNingTechnicalUniversity，Fuxin123000；2．SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001)Abstract：ControlLoadingSystem(CLS)isthe“flight”controlsystemofFlightSimulator(FS)，anditstaskistoreproducethecontrolforcesapil

4、otfeelswhenflyingarealaircraftinaFS．InertiaforceisoneoftheforceswhichmustbereproducedinahighlevelFS，anditisnecessarytocompensateinertiamassinordertosimulateasmallerinertiamassthanaCLS’S．Aforce-loopbasedinertiacompensationmethodispresentedwithwhichpartofinertiamassofaC

5、LScanbecompensatedwithoutmakinganymodificationtotheCLS’Shardware．First，thearchitectureofaforce-loopbasedCLSispresented，andabl0HckdiagrammodeloftheCLSissetup．NextderivingthetransferfunctionrepresentingtheforcefeeloftheCLSilluminatestheprincipleofinertiacompensation，fol

6、lowedanalyzingstabilityofthemethod，andthenastabilityconditionisputforward．Atlast，themethodisexperimentallyprovedtobevalif1．KeyWords：turnandcontroloffluid；hydrauliccontrolloadingsystem；forcefeelsimulation；inertiacompensation0前言造成无法模拟惯性力及响应频宽过低的后果112I。为了能满足性能指标要求，必须要尽可能

7、地降低操纵负荷系在手动驾驶飞机飞行时．飞行员感知飞机的飞行统的机构惯量。目前通行的做法是采用轻质的航空材状态信息的主要途径是力感、视觉、动感及听觉。其中料．甚至直接采用真飞机的操纵元件进行改装．这也是力感是指飞行员移动操纵元件(如驾驶杆等)时感觉到现在的操纵负荷系统十分昂贵的主要原因之一。如果的力，也称为操纵力感，它是飞机飞行操纵品质的决定能从控制算法上对机构惯量进行补偿，那么采用一般性因素之一，直接影响飞行员驾驶飞机的感觉。对飞机材料就可以满足性能指标要求了，从而大大地降低了飞行模拟器言，尽可能逼真的复现飞机上的操纵力感操纵负荷

8、系统的成本。所以通过控制算法来补偿操纵是非常重要．负责此任务的系统称为操纵负荷系统，它负荷系统的自身的惯量是很有必要的。国内外在这方是飞行模拟器的“飞行”操纵系统。面的研究并不多。1980年，美国辛格公司设计专用的二操纵负荷系统的研究难点之一就是惯