[发明专利]一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法

权利要求书

1.一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立需计算阻尼比的系统中所有参与转动的零件的三维模型；

步骤2：求出系统刚度，系统刚度就是系统中整个传动系统的刚度，将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F₁，启动力F₀，和操纵行程L作为输入，即可计算出系统刚度：

步骤3，求出系统的当量质量m：测量出系统绕垂直于地面向上方向的转动惯量，并测量转动惯量和脚蹬T点距离旋转中心的距离，脚蹬T点为脚蹬的操纵施力点，通过如下公式即可得出脚蹬T点的当量质量m：

步骤4，对系统建立有阻尼震荡的数学模型。

2.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，步骤1采用三维建模软件CATIA进行三维模型创建。

3.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，步骤3使用三维建模软件CATIA进行测量。

4.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，该方法适用于飞行员操纵装置中飞机驾驶杆和脚蹬的有阻尼震荡的数学模型建立。

5.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于脚蹬，步骤1中参与转动的零件包括脚蹬板、摇臂、转轴、连杆。

6.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于脚蹬，步骤4的计算过程如下：

脚蹬运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：脚蹬T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：脚蹬旋转中心；

A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有

T_D＝c_Aω_AR₁R₁-c_Bω_BR₂R₂

式中，c_A为A点的阻尼系数，ω_A为A点的角速度，R₁为A点到旋转中心的距离，c_B为B点的阻尼系数，ω_B为B点的角速度，R₂为B点到旋转中心的距离；

B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知

F₃＝c₃ω_BR₂＝c_Cω_CR₃

式中，c_c为C点的阻尼系数，ω_c为C点的角速度，R₃为C点到旋转中心的距离；

B点与C点的线速度相同，可知

V＝ω_BR₂＝ω_CR₃

A点与B点绕同一旋转中心转动，角速度相同，可知

ω_A＝ω_B

将式中的c_C进行换算，可得

根据公式

式中ζ为阻尼比，c为阻尼系数，m为当量质量，k为系统刚度

可得出A点的阻尼系数

则可得出，有阻尼震荡的数学模型为

7.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于驾驶杆，步骤1中参与转动的零件包括手柄、摇臂、连杆。

8.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于驾驶杆，步骤4的计算过程如下：

驾驶杆运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：手柄T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：驾驶杆旋转中心；

A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有

T_D＝c_Aω_AR₁R₁＝c_Bω_BR₂R₂

式中，c_A为A点的阻尼系数，ω_A为A点的角速度，R₁为A点到旋转中心的距离，c_B为B点的阻尼系数，ω_B为B点的角速度，R₂为B点到旋转中心的距离

B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知

F₃＝c₃ω_BR₂＝c_Cω_CR₃

式中，c_c为C点的阻尼系数，ω_c为C点的角速度，R₃为C点到旋转中心的距离

B点与C点的线速度相同，可知

V＝ω_BR₂＝ω_CR₃

A点与B点绕同一旋转中心转动，角速度相同，可知

ω_A＝ω_B

将式中的c_C进行换算，可得

根据公式

式中ζ为阻尼比，c为阻尼系数，m为当量质量，k为系统刚度

可得出

则可得出，有阻尼震荡的数学模型为