飞行模拟器六自由度运动平台动力学仿真.pdf

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1、2009全国仿真技术学术会议论文集飞行模拟器六自由度运动平台动力学仿真文俊1，一，韩彦东2，西光旭2(1．北京航空航天大学能源与动力学院，北京100191；2．空军军训器材研究所。北京100195)摘要：在UG环境下建屯的六自由度运动平台模型为研究对象，在ADAMS／view模块下对其添加约束和驱动后，进行动力学仿真。在给定六自由度运动平台各执行机构的位移随时间的变化规律，驱动负载平台实现六个自由度的运动，并通过AD·AMS／Postprocessor模块对六自由度运动平台上下铰链的约束力和执行机构的驱动力进行求解，同时得到其随时间的变化规律。方法避免了大量的数学计算和计算机

2、语言的编程工作。通过CAE的方法实现r对六自由度运动平台的动力学仿真，解决了六自由运动平台在不同位姿情况下的各连接部件的受力分析的难题。为上下铰链和执行机构的设计提供了力学依据。并为六自由度运动平台的优化设计提供了实现方法。关键词：飞行模拟器；六自由度；运动平台；动力学；仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：ADynamicSimulationof6——DOFMotionPlatformofFlightSimulatorWENJunl”，HANYan—don92，XIGuang—XU2(1．SchoolofPowerandEnergy，BUAA，Beijing100191

3、，China；2．TheMilitaryTrainingEquipmentInstituteofAirForce，Beijing100195，China)ABSTRACT：ThispaperusestheUGtObuildavirtualprototypeof6一DOFmotionplatformoftheflightsimulator．TheADAMS／Viewisusedforthevirtualprototype．Thedisplacementcurveswiththetimearegiven．Theforcea-nalysisofjointsandactuatorso

4、fthemotionplatformissolvedbyusingtheADAMS／Postprocessor．Withthemethod，alotofworkcsnbeavoidedinprogrammingandcomputation．Thedynamicssimulationof6一DOFmotionplatformoftheflightsimulatorisrealizedwiththeCAEsoftwareoncomputer，andtheproblemoftheforceanalysisinthedif-ferentpositionofthemovementiss

5、olved．Thetheoreticalbaseanddesigndataofthejointsandactuatorsarepmdd—ed．Aneffectivemethod，isprovidedfortheoptimumdesignof6一DOFmotionplatformoftheflightsimulator．KEYWORDS：Mightsimulator；6一DOF；Motionplatform；Dynfl／IliCs；Simulationl引言六自由度运动平台是飞行模拟器的重要组成部分。其为飞行员提供了飞机运动过程中能感觉到瞬时过载动感，重力分鼍的持续感以及部分抖

6、动冲击信息，使飞行仿真更加逼近真实飞行。从动力学观点看，六自由度运动平台是一个高度非线性、强耦合、变参数的多变量系统。在运动过程中，虽然运动平台的总体质最为一定值，但当它处于不同位姿或以不同的速度运动时，作用在各个分支上的负载将在几十倍的范围内作非线性变化，属于典型的变负载系统⋯。因此在飞行模拟器六自由度运动平台的设计过程中对其进行动力学分析是非常必要的。本文针对六自由度运动平台，应用收稿I=1期：2009—03—30·—-——156．--——uG[21对其进行建模，然后将其导入到ADAMS‘31软件中对其进行动力学分析，仿真结果快速、准确。该方法贴近工程实际、提高了工作效率

7、、降低了开发成本。并为六自由度运动平台的进一步优化设计提供了实现方法。2六自由运动平台模型1965年，D．Stewart提出将并联六自由度机构用作训练飞机驾驶员的飞行模拟器HJ，因而这种由上下平台和6根驱动杆组成的并联机构也被称为“Stewart机构”。现行的飞行模拟器六自由度运动平台结构基本都采用“Stewart机构”形式。本文在UG环境下通过实体建模和由底至上的装配方法建立了六自由度运动平台的模型(如图l所示)。该模型由运动平台、固定平台、6根伺服驱动杆(Ll—k)和12个胡克副(A。一A。：)组成