本文選題：過(guò)載 + 雅克比矩陣　； 參考：《上海工程技術(shù)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅是輔助甚至在某些模擬科目中替代六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的模擬器;為了提高飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅的模擬逼真度,本文主要對(duì)過(guò)載座椅的機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究和分析,通過(guò)動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以提高其動(dòng)力學(xué)性能。同時(shí)也對(duì)模擬過(guò)載動(dòng)感座椅的激勵(lì)算法做了研究和分析。以飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅的背板機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能做了系統(tǒng)化的分析和研究。利用虛功原理法建立了背板機(jī)構(gòu)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,分別從機(jī)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)的角度對(duì)運(yùn)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行了正解和反解。推導(dǎo)了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程并構(gòu)造了方程的雅克比矩陣,闡述了基于雅克比矩陣的速度橢球、加速度橢球及廣義慣性橢球等機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)方法;介紹了橢球評(píng)價(jià)方法中常用的幾種評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)引入驅(qū)動(dòng)誤差,推導(dǎo)出了全局條件系數(shù)。利用MATLAB軟件對(duì)機(jī)構(gòu)的這些性能評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了仿真,結(jié)合廣義慣性橢球及加速度分布的仿真結(jié)果,對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能的缺陷進(jìn)行了評(píng)判,并利用空間模型理論對(duì)機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,提高了機(jī)構(gòu)的加速度性能。分析了人體接收運(yùn)動(dòng)信息的原理,對(duì)人體的感覺(jué)信息進(jìn)行了研究,結(jié)合飛行員在飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅中的受力情況,建立了人體前庭感覺(jué)系統(tǒng)及身體壓力感覺(jué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅的激勵(lì)算法進(jìn)行了研究和對(duì)比,在最優(yōu)濾波算法建立的過(guò)程中引入了人體感覺(jué)模型。利用flightlab飛行仿真軟件,對(duì)經(jīng)典濾波算法、自適應(yīng)濾波算法及最優(yōu)濾波算法在過(guò)載座椅中的激勵(lì)響應(yīng)進(jìn)行了仿真,并且將飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅對(duì)激勵(lì)的響應(yīng)與飛機(jī)的響應(yīng)進(jìn)行了分析和對(duì)比,并得出結(jié)論,即引入人體感覺(jué)模型的最優(yōu)濾波算法能夠使飛行模擬過(guò)載動(dòng)感座椅得到更逼真的模擬效果。
[Abstract]:Flight simulation overload dynamic seat is a simulator that can assist and even replace six degrees of freedom motion platform in some simulation subjects, in order to improve the simulation fidelity of flight simulation overload dynamic seat, In this paper, the mechanism of overload seat is studied and analyzed, and the dimension parameters of the mechanism are optimized by dynamic performance evaluation index to improve its dynamic performance. At the same time, the excitation algorithm of simulating overload dynamic seat is studied and analyzed. In this paper, the kinematic performance of the mechanism is systematically analyzed and studied by taking the rear plate mechanism of the flight simulation overload dynamic seat as the research object. The forward kinematics model and inverse kinematics model of the backplane mechanism are established by using the virtual work principle method. The forward and inverse solutions of the mechanism model are obtained from the point of view of mechanism kinematics and dynamics respectively. The kinematic equation of the mechanism is derived and the Jacobian matrix of the equation is constructed. The kinematic performance evaluation methods of velocity ellipsoid acceleration ellipsoid and generalized inertia ellipsoid based on Jacobian matrix are described. This paper introduces several evaluation indexes commonly used in ellipsoid evaluation methods. By introducing driving error, the global conditional coefficient is derived. The performance evaluation indexes of the mechanism are simulated by MATLAB software, and the kinematic performance defects of the mechanism are evaluated by combining the simulation results of the generalized inertia ellipsoid and acceleration distribution. The parameters of the mechanism are optimized by using the spatial model theory, and the acceleration performance of the mechanism is improved. In this paper, the principle of human body receiving motion information is analyzed, and the feeling information of human body is studied. The mathematical models of the vestibular sensory system and the body pressure sensory system were established. In this paper, the excitation algorithm of flight simulation overload dynamic seat is studied and compared, and the human body feeling model is introduced in the process of establishing the optimal filtering algorithm. The excitation response of classical filtering algorithm, adaptive filtering algorithm and optimal filtering algorithm in overload seat is simulated by using flightlab flight simulation software. The response of the flight simulation overload dynamic seat to the excitation is analyzed and compared with the response of the aircraft, and the conclusion is drawn. That is to say, the optimal filtering algorithm of human sensory model can make the flight simulation dynamic seat more lifelike.
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V216.8

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