【摘要】：飛行模擬機的復(fù)現(xiàn)真實程度決定著飛行學(xué)員對動作指令回饋的判斷,因此針對提高飛行模擬機逼真度的研究尤為重要。經(jīng)典洗出算法作為絕大對數(shù)已經(jīng)量產(chǎn)的模擬機控制算法。由經(jīng)典洗出算法所控制的飛行模擬機運動平臺目前存在空間利用率低、人體感知加速度誤差及感知角速度誤差較大導(dǎo)致復(fù)現(xiàn)真實程度不夠高等缺陷。為解決上述問題,首先基于六自由度并聯(lián)運動系統(tǒng),在MATLAB/simulink工具箱中建立平臺運動模型,對平臺極限運動可靠性進(jìn)行驗證。結(jié)合人體前庭感知器官感知規(guī)律,在經(jīng)典洗出算法結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出了一種模糊智能復(fù)合控制洗出算法,引入模糊邏輯和仿人智能控制理論,對其三條通道進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,將模糊控制器與仿人智能控制控制器并聯(lián)后構(gòu)成模糊智能復(fù)合控制器,高通濾波器濾波前后體感誤差及體感誤差變化率作為模糊智能復(fù)合控制器的輸入量,高通加速度通道的控制器輸出量分為兩路,一路補償給高通加速度通道,另一路通過比例控制補償給傾斜協(xié)調(diào)通道,根據(jù)改進(jìn)算法的結(jié)構(gòu)建立simulink模型進(jìn)行仿真驗證,通過對經(jīng)典洗出算法、模糊控制洗出算法、模糊智能復(fù)合控制洗出算法三種算法控制下的洗出位移、洗出角度、人體感知加速度、人體感知角速度曲線進(jìn)行比較分析,比較結(jié)果表明,模糊智能復(fù)合控制洗出算法控制總體趨勢與經(jīng)典洗出算法一致,且將模擬機空間利用率提高為洗出算法的五倍,角度空間相比經(jīng)典洗出算法提高了2.33%,同時體感誤差降低了9.95%。達(dá)到了提高平臺利用率和降低錯誤動作的目的,同時具備快速性和抗干擾性等特點。在模糊智能復(fù)合控制洗出算法基礎(chǔ)上,利用遺傳算法對其濾波器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,通過比較優(yōu)化前后洗出位移等運動性能曲線可以得知,優(yōu)化后的洗出算法具有良好的快速性,響應(yīng)速度較優(yōu)化前變快,從一個穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)時間縮短,完美解決了反向超調(diào)的缺陷,使平臺能夠在較短的時間內(nèi)且不被人體感知的情況下回到中立位置以準(zhǔn)備進(jìn)行下一個動作。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V216.8
【圖文】：

圖 1-2 六自由度平臺結(jié)構(gòu)示意圖模擬機常見的三自由度運動平臺相比[7]，Stewart 平臺具有運動性高，動作復(fù)現(xiàn)能力強，精度高，承載量大，抗沖擊能力強等大，坐標(biāo)反解計算復(fù)雜等缺點，綜合以上特點，結(jié)合飛行模擬，高逼真性等要求，因此選用 Stewart 作為飛行模擬機的伺服表 1.1 三自由度與六自由度運動平臺特征比較表較特征 3-DOF 6-D活程度 低 高可靠性 低 高作逼真性 低 高重能力 小 大護(hù)成本 低 高

轉(zhuǎn)動慣量 低 高1.2.3 飛行模擬機研究現(xiàn)狀飛行模擬機研究發(fā)展以模擬自由度多少可界定為三個發(fā)展階段，分別為少自由度研究階段，六自由度研究階段，改進(jìn)研究階段。在最初的少自由度研究階段，利用飛行模擬機來模擬飛機駕駛的理念最早是在1910 年英國的 Antoinette 等人研制出安托瓦內(nèi)特單翼飛機訓(xùn)練器[10]如圖 1-3 所示，其結(jié)構(gòu)為剖成兩半的木桶，嵌入一活動支架中，該訓(xùn)練器可以實現(xiàn)俯仰和滾轉(zhuǎn)兩個自由度方向的運動，初步實現(xiàn)了飛行模擬的效果；圖 1-4 中的模擬機為 1929 年美國 Edwinlink 發(fā)明的林克飛行訓(xùn)練機，可實現(xiàn)三個角度自由度方向的運動，其駕駛艙添加了儀表等模擬教學(xué)用具。1943 年，Bell 實驗室的 Dehmel 博士同 Curtiss-Wright 公司合作研制了波音 377 飛行模擬器，該模擬器是世界上第一個屬于航空公司的飛行模擬器。

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本文編號：2735136