飞行模拟器自动驾驶仪的研究与开发

作     者：刘福龙 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜洪洲

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：民航 飞行模拟器 自动驾驶仪 经典控制 

摘      要：飞行模拟器是训练飞行员最有效的设备。目前,我国所用的飞行模拟器大多从国外进口,随着我国航空事业的发展,研发国产飞行模拟器对于我国航空事业的发展将有积极的促进作用。六自由度运动平台控制技术的发展以及计算机技术的进步与广泛应用,为其创造了良好的条件。本着提高国内飞行模拟器的研制水平,推动航空事业发展的目的,确立了“985二期飞行模拟器关键技术研究与试验平台建设项目,本课题是该项目的子课题,其主要研究内容是对飞行模拟器自动驾驶仪及相关技术进行研究。 自动驾驶仪作为飞机中的重要系统,在飞行模拟器中也是非常重要的组成部分。它影响着飞行模拟器的逼真度、飞行性能等指标,是决定飞行模拟器等级的重要技术指标之一。本课题的目标是要设计出大型民用客机飞行模拟器的自动驾驶仪。首先,对其进行系统分析,详细地分析了模拟器自动驾驶仪各个分系统的功能、组成和原理。在系统分析的基础上,进一步分析各个功能模块之间的逻辑关系,并对这些逻辑关系进行了详细设计。在自动驾驶仪控制律设计中,目的是要寻找到一种适合大型民航客机模拟机的飞行控制律,考虑大型民航客机的特殊要求,如安全第一位和控制系统稳定性、乘坐舒适性要求高等诸多因素,本课题采用技术成熟的经典控制理论设计自动驾驶仪的控制律,并借助MATLAB/SIMULINK软件,建立起了控制系统软件模型,通过控制系统结构调整、系数优化和校正环节的添加,使自动驾驶仪获得了满意的控制效果。通过以上工作,为今后飞行模拟器自动飞行控制系统的开发和进一步完善打下了基础。同时,因为本论文的研究涉及到了整个飞行控制系统的设计流程和相关技术,所以对其它同类系统的开发也具有借鉴意义。