[发明专利]一种飞机模拟操纵负荷系统及模拟方法

说明书

本发明涉及一种飞机模拟操纵负荷系统及模拟方法，系统包括：相互独立的两个通道操纵子系统、离合器和教员台子系统，每个通道操纵子系统均包括驾驶杆和力模拟装置，离合器连接两个所述驾驶杆，用于锁定和解锁其中一个通道操纵子系统；教员台子系统与每一通道子系统电连接，用于设置每一通道子系统的故障状态。本发明通过增加机械电磁离合对双通道驾驶杆进行离合，极大程度的降低了软件算法难度和系统对电机性能的要求，使系统实际研发成本降低，其次，机械离合的方式与实际飞机真实结构更加接近，目标杆力与实际飞机一致，能够得到更好的控制精度和效果。

技术领域

本发明属于飞机模拟技术领域，具体涉及一种飞机模拟操纵负荷系统及模拟方法。

背景技术

在真实飞机上，操纵力将随着飞机气动面偏转、飞行速度、高度、液压状态、高升力装置状态、平尾配平甚至外界温度等飞行状态参数的变化而改变，飞行员凭借着操纵力的变化来做出相应的判断并执行相应的操作，操纵力感为飞行员控制飞行状态提供了最直接，最主要的判断依据。在模拟训练中，操纵负荷系统所模拟的静态和动态操纵力感特性必须与真实飞机相同，以培训飞行员对飞行状态的判断能力，飞行模拟机中对操纵杆“杆力--位移”曲线特性有着严格的要求，仿真驾驶杆偏离中立位置的角度和飞行员感觉力之间的关系必须与真实飞机特性必须在一定容差范围内。在飞机具有两个通道驾驶杆的情况下，需要两套操纵负荷系统同时工作。由于两套驾驶杆之间不存在任何机械连接，为了满足双通道同步的要求，每一个通道必须同时知道另一侧通道的实际位置，并计算与另一通道之间的位置误差，将误差作为杆力修正量，对该通道杆力进行调整，从而控制该通道与另一通道保持位置上的同步则存在以下问题：为了保持双通道同步，控制目标不仅为模型计算出的理论力，还包括了为了保持双通道同步额外引入的同步力，该力导致了输入给电机的目标力矩与飞机实际特性不一致，从而导致驾驶员手上的力感出现偏差；双通道之间的同步方法，其控制的基础是双通道的位置误差，即不存在位置误差时，同步算法不会产生作用。因而，实际控制过程中，未被驾驶员直接操纵的一侧驾驶杆，一定会与直接被操纵的驾驶杆之间存在一个位置偏差，驾驶杆移动出现“滞后”现象，甚至出现明显的不同步现象。为了尽可能减小该现象，则要求电机能够在很小的位置误差作用下，产生较大的控制力矩从而消除误差；但较大的控制力又会导致目标力偏离模型力太大，造成驾驶员力感的失真，即两个操纵杆之间的“位置偏差”与仿真杆力和真实杆力之间的“杆力偏差”，难以同时满足要求。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种飞机模拟操纵负荷系统及模拟方法，用于克服目前存在的缺陷。

一种飞机模拟操纵负荷系统，所述系统包括：相互独立的两个通道操纵子系统、离合器和教员台子系统，

其中，每个通道操纵子系统均包括驾驶杆和力模拟装置，所述驾驶杆的顶端为操作区域，用于操作所述驾驶杆，所述驾驶杆的底端连接所述力模拟装置，用于接收所述力模拟装置提供的模拟杆力；

所述离合器连接两个所述驾驶杆，用于锁定和解锁其中一个通道操纵子系统；

所述教员台子系统与每一通道子系统电连接，用于设置每一通道子系统的故障状态。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述力模拟装置为电机。

本发明还提供了一种飞机模拟操纵负荷系统的模拟方法，所述方法采用所述的系统来实现，包括如下步骤：

S1.飞机模拟操纵负荷系统上电初始化；

S2.两通道操纵子系统均未收到教员台子系统发送的故障设置信号时，离合器保持在锁定位置，两通道操纵子系统处于正常操作模式；

S3.若其中一个通道操纵子系统收到教员台子系统发送的故障设置信号，则发生卡阻，离合器进行解锁，另外一个通道操纵子系统在驾驶杆的操作区域施加的操纵力下继续移动；

S4.当松开所述另外一个通道操纵子系统驾驶杆时，该驾驶杆自动回到与卡阻一侧的驾驶杆相同的位置。