● 摘要
本文研究了主动侧杆人感系统的相关技术，在总结国外主动侧杆设计要求的基础上，对几种不同主动侧杆反馈形式和引导方式，分别建立了人机控制系统模型，并提出了主动侧杆引导方式下的人机闭环分析方法。叙述了主动侧杆不同于被动侧杆的特性，总结了主动侧杆的设计要求，其三大主要特点包括：附加力提示，双侧杆联动，与自动驾驶仪联动。给出国外两种主动侧杆实现的物理结构。建立了主动侧杆引导的人机系统控制模型和人机闭环分析方法。在Hess结构驾驶员模型的基础上，通过分析人机关系，构建人机闭环控制回路，形成人机闭环飞行品质评价及PIO预测的方法。用该评价和预测方法，分析了主动侧杆在反馈俯仰角和俯仰角速度的构型下，对于人机系统飞行品质的影响，预测结果与国外试验结果对比有较好的一致性。针对变稳飞机NT-33A的构型2D，进行主动侧杆与被动侧杆引导的人机闭环分析，结果表明，主动侧杆引导效果与被控对象特性密切相关，对于难以控制的被控对象，主动侧杆能更好的改善飞行品质。通过仿真分析，总结出主动侧杆提高人机闭环飞行品质的原因，以及主动侧杆反馈参数的选择依据。用模型拟配和H∞综合的方法，设计多模态引导的控制律，进行主动侧杆多模态引导的时域仿真，分析主动侧杆在模态转换过程给驾驶员的信息提示作用。结果表明，主动侧杆能提高驾驶员的跟踪效果。