[发明专利]一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法

权利要求书

1.一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取模拟器的求逆运动学关系，得到需要的理论轴运动物理量，理论轴运动物理量作为奇异控制模块的输入；

S2：设定奇异控制模块的结构，并将理论轴运动物理量输入至奇异控制模块结构中；

S3：设定奇异控制滤波器模块，并将奇异控制滤波器模块接入奇异控制模块结构中；

S4：设定奇异控制滤波器模块中滤波器的阶次和结构；

S5：设定奇异控制滤波器模块中滤波器的时变参数。

2.如权利要求1所述的一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，步骤S1具体如下：

依据持续载荷模拟器的运动轴连接情况，构建运动学雅克比矩阵，用数学的方法直观表示轴转速和座舱转速之间的运动学关系。

3.如权利要求2所述的一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，步骤S2具体如下：

将理论轴运动物理量一方面输入至逆运动解算模块进行逆运动解算，然后输入至奇异性控制模块生成奇异性控制信号，然后输入至轴运动控制模块进行轴运动控制，轴运动控制模块第一输出端输入至逆运动解算模块构成闭环，轴运动控制模块第二输出端先输入至奇异量化模块再到奇异性控制模块构成闭环，轴运动控制模块第三输出端输入至正运动解算模块进行正运动解算，然后输入至人体感知模型模块进行人体感知模拟；

将理论轴运动物理量另一方面直接输入至人体感知模型模块；

将人体感知模型模块输出的人体感知模拟与人体感知输出进行综合评价，然后输出奇异控制评价结果。

4.如权利要求3所述的一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，步骤S3具体如下：

步骤S2中，奇异性控制模块具体如下：

逆运动解算模块的逆运动输出量输入至奇异性控制滤波器，奇异量化模块的奇异程度输出量通过时变参数控制后输入至奇异性控制滤波器，奇异性控制滤波器的运动控制输出量通过机械限幅后输入至轴运动控制模块；

奇异性控制滤波器包括依次排布的外框低通滤波器、中框低通滤波器和内框低通滤波器。

5.如权利要求4所述的一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，步骤S4具体如下：

经过综合分析，根据系统要求采用二阶低通滤波器，二阶滤波器的状态空间方程为：

y(t)＝Cx₁(t)；

其中；f_ω(t)为控制系统的时变参数，是随着时间变化的量，ξ为阻尼系数；

是输入矩阵；

C＝[1 0]是输出矩阵。

6.如权利要求5所述的一种持续载荷模拟器运动奇异性滤波控制方法，其特征在于，步骤S5具体如下：

在奇异位形附近，逆结算输出指令信号中，会突然增加许多高频信号，这部分高频信号需要被过滤掉，此时需要降低滤波器的截止频率；

条件数是截止频率时变函数的因变量，递进关系如下：

t→{q₁,q₂,…,q_n}→n_c→ω；也就是各个运动关节随着时间变化，同时导致条件数的变化，由条件数的变化实时对截止频率进行解算；

经过对滤波目的和求逆运动解算输出指令的趋势分析，可以建立角速度的奇异控制关系，即时变滤波器中的时变函数为：