[发明专利]一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法

权利要求书

1.一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，具有五个自由度的持续载荷模拟器，从安装基座到座舱依次是主轴、垂直运动框、滚转轴、俯仰轴、偏航轴，通过转臂绕主轴的快速旋转运动实现持续性的高G值加速度，通过垂直运动框实现垂直方向的加速度，通过滚转轴、俯仰轴、偏航轴的协调运动，调整加速度矢量相对于座舱的方向，实现离心机座舱中飞行员持续性过载的模拟，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1：获取五自由度模拟器座舱上的飞行操作系统中的操作指令，进入仿真模型，执行步骤2；

步骤2：通过仿真模型中飞机的实际飞行，获取若干个自由度运动参数、大臂绕主轴转动的角速度和角加速度进而根据实际飞行的偏航角运动，得到偏航轴的转动角度，执行步骤3；

步骤3：根据步骤2中的偏航轴的转动角度，得到实际飞行相对俯仰框坐标系的加速度分量以及滚转轴的转动角度q₂，执行步骤4；

步骤4：判断垂直运动框的运动状态，获取纯过载时俯仰轴的转动角度，进执行步骤5；

步骤5：将大臂绕主轴转动的角速度和转动角加速度及滚转轴的转动角度q₂、俯仰轴的转动角度q₃、偏航轴的转动角度q₄、垂直运动框的加速度发送给持续载荷模拟器，若持续荷载模拟器显示训练结果，若显示训练完成，执行步骤6，若显示训练未完成，执行步骤1；

步骤6：结束。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，其特征在于，所述操作系统中的操作指令包括有操纵杆、油门杆、方向舵脚蹬和按键开关的指令。

3.根据权利要求1所述的一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，其特征在于，所述步骤2中，所述自由度运动参数包括前后过载G_xa、左右过载G_ya、头足过载G_za、滚转角速度P_a、俯仰角速度Q_a和偏航角速度R_a。

4.根据权利要求3所述的一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，其特征在于，所述步骤2中，通过获取的自由度运动参数计算座舱线加速度，所述座舱线加速度的矢量为

进而得到，

式中，r为座舱中心距主轴的距离，即转动半径，通过计算大臂末端的线加速度矢量得到转动角加速度

¹G_c为相对转臂的加速度矢量，G_r为沿转臂方向的加速度分量，G_t为沿转动方向的加速度分量，G_v为沿垂直方向的加速度分量，r为座舱中心距主轴的距离，g为重力加速度。

5.根据权利要求4所述的一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，其特征在于，所述步骤2中，获取实际飞行的偏航角速度R_a，得到模拟器偏航轴的转动角度q₄

对进行高通滤波和积分后的得到q₄。

6.根据权利要求5所述的一种五自由度持续载荷模拟器过载模拟控制方法，其特征在于，所述步骤3中，实际飞行相对俯仰框坐标系的线加速度分量包括有³G_xa、³G_ya,和³G_za，计算公式为

滚转轴的转动角度q₂为

采用高通滤波器对信号进行滤波，得到的高频部分，对得到的高频部分进行二次积分，得到滚转轴的转动角度高频部分q₂^h，

式中，采用低通滤波器对q₂⁰信号进行滤波，得到滚转轴角度的低频部分q₂^l，进而，q₂＝q₂^h+q₂^l。