一種四自由度飛行模擬器的設計與軌跡規(guī)劃.pdf

1、飛行模擬器是一種能夠模擬實際空中飛行狀態(tài)的地面設備。在現(xiàn)代化的各類航空設備駕駛執(zhí)照培訓中以及日常生活娛樂體驗中，飛行模擬器已經成為必不可少的設備。我國的飛行模擬器研制起步較晚，并且其技術水平和歐美等發(fā)達國家相差較大，當前我國的飛行模擬器市場嚴重依賴進口。本文針對當前現(xiàn)有的并聯(lián)型飛行模擬器存在的工作空間小、運動學和動力學求解困難、控制復雜等缺點，設計研制了一種四自由度串聯(lián)型飛行模擬器，并對其主要關鍵技術進行研究，主要研究內容如下：

2、　　通過分析國內外飛行模擬器的研究現(xiàn)狀，提出本文設計的四自由度串聯(lián)型飛行模擬器的性能指標和總體設計方案，確定了飛行模擬器各關節(jié)的傳動和驅動方式。針對各關節(jié)的技術指標進行機械結構部分設計，并對設計的四自由度飛行模擬器的關鍵部件進行有限元分析，驗證了其在滿載狀態(tài)下的剛度、強度要求。
　　對本文設計的四自由度飛行模擬器進行運動學分析。首先根據D-H法建立了四自由度飛行模擬器對應的運動學模型，基于此推導了四自由度飛行模擬器的運動學方程。然

3、后根據本文設計的飛行模擬器構型提出了適用于本文的基于 RPY角的運動學正解。最后基于蒙特卡洛法對本文設計的四自由度飛行模擬器的工作空間進行分析和仿真，為后續(xù)控制系統(tǒng)的設計提供理論基礎。
　　從硬件和軟件方面對四自由度飛行模擬器的控制系統(tǒng)進行了設計。首先提出了其控制系統(tǒng)的總體方案，對飛行模擬器控制系統(tǒng)的主要硬件設備的選型進行了詳細的分析與介紹，并對飛行模擬器電氣系統(tǒng)的主要硬件部分接線和整體布局進行分析設計。然后基于軟PLC在Code

4、Sys軟件的開發(fā)環(huán)境下設計了飛行模擬器各回轉關節(jié)控制系統(tǒng)的主要功能，最后根據相關模塊設計了用于設備調試的人機交互界面。
　　通過樣機試制，對本文設計的四自由度飛行模擬器的機械結構和控制系統(tǒng)的運動性能和系統(tǒng)響應的實時性進行實驗驗證。通過運動干涉和性能測試實驗證明了本文設計的四自由度飛行模擬器機械結構設計合理，整體系統(tǒng)具有良好的可行性。
　　最后針對本文設計的四自由度串聯(lián)型飛行模擬器在運動時末端沖擊大的缺點提出了基于遺傳算法使用