● 摘要
飞行模拟器是现代飞机设计、机组人员训练的重要工具和手段，可有效节省设计及训练成本，缩短研发周期。操纵负荷系统是飞行模拟系统的重要组成部分，主要作用是模拟驾驶飞机时飞行员的操纵力感觉。 本文以虚实融合的飞行模拟器操纵负荷系统为研究对象，结合操纵负荷系统的具体功能，提出了一种新的控制方案，并开发了一套控制系统。本文首先介绍了飞机模拟器、操纵负荷系统以及力觉交互设备的研究现状，然后根据设备反馈力需求以及现有操纵负荷系统加载方式，并比较阻抗控制和导纳控制两种力觉交互设备的工作原理和优缺点，提出了一种新型控制方案，利用弹簧-电机为系统复合加载，系统输出力矩的刚度可根据需求进行调节。 随后根据集散式控制结构，对控制卡、电机、传感器等进行选型，搭建了硬件平台，并制定软件流程，开发了相应的软件平台；之后建立系统机电模型，分析了系统的稳定性快速性的影响因素，通过调节PMAC控制器参数对系统进行了优化；最后通过在二自由度样机上进行反馈力准确性及系统响应时间测试，验证了控制方案的可行性。 弹簧-电机复合加载控制方案的实现，为飞行模拟器操纵负荷系统作了一定研究。