CN108847086B - 一种飞行模拟机的驾驶操作系统的控制加载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，包括依次通讯连接的飞机真实数据存储器、数据运动解算服务器和数据算机、液压伺服计算机，数据运动解算服务器包括构型建模模块、力学建模模块、数据校验模块和匹配模块，液压伺服计算机包括控制模块、仿真通讯验证模块、数据采集模块，数据采集模块通过运动平台通讯模块与运动平台通讯连接，数据采集模块通过驾驶座舱仪表通讯模块与驾驶座舱仪表通讯连接。本发明通过飞机真实飞行数据而控制各液压辅助动力系统产生与实际飞行辅助动力相同的模拟辅助动力，模拟辅助动力与操作机构的部分阻力相抵消而使驾驶员感受到操作的真实力感，可有效的复现飞机飞行时的真实状态，动感模拟逼真度高。

Description

一种飞行模拟机的驾驶操作系统的控制加载系统
技术领域
本发明涉及飞行模拟机技术领域，具体涉及一种飞行模拟机驾驶操作加载系统的控制系统。
背景技术
大型运输机，是衡量一个国综合施力的重要指标，在国民经济的可持续发展中扮演着越来越重要的角色，其研制技术一直以来被国美国家垄断，国外进口设备成本高且维护过程繁琐，而飞行模拟机是一种地面培养飞行员的重要设备，具有较高的经济效益。
驾驶操作系统是飞行模拟机的关键部分，其性能直接决定了飞行员的训练质量。驾驶操作系统包括驾驶盘操作系统和脚舵（方向舵）操作系统。
驾驶操作系统包括通过联动结构相连的左右两个操作系统（左操作系统和右操作系统），每个操作系统包括由滚转操作机构和俯仰操作机构构成的驾驶盘，每个滚转操作机构与一个滚转操作阻力反馈系统耦接，每个滚转操作阻力反馈系统包括与相应滚转操作机构相连的滚转液压辅助动力系统和用于实时检测滚转角度的滚转角度传感器，滚转液压辅助动力系统用于为滚转操作机构提供模拟辅助动力以抵消驾驶盘的部分阻力而减轻飞行员转动驾驶盘的操作力和增加驾驶员操作驾驶盘的真实力感，每个俯仰角操作机构与一个俯仰操作阻力反馈系统耦接，俯仰操作阻力反馈系统包括与相应俯仰操作机构相连的俯仰液压辅助动力系统和用于实时检测俯仰角度的俯仰角度传感器，俯仰液压辅助动力系统用于为俯仰操作机构提供辅助动力而抵消驾驶盘的部分阻力以减轻飞行员转动驾驶盘的操作力和增加驾驶员操作驾驶盘的真实力感。脚舵操作系统包括脚踏、脚踏操作机构和与脚踏操作机构耦接的脚踏操作阻力反馈机构，脚踏操作机构包括左、右水平脚踏滑动操作机构和上下脚踏操作机构，脚踏操作阻力反馈机构包括与水平脚踏滑动操作机构相连的水平脚踏滑动液压辅助动力系统、与上下脚踏操作机构相连的上下脚踏液压辅助动力系统和用于实时检测脚舵水平脚踏滑动位置的水平脚踏滑动位置传感器及用于实时检测脚踏上下脚踏位置上下脚踏位置传感器，水平脚踏滑动液压辅助系统用于为水平脚踏滑动操作机构提供辅助动力以抵消脚踏在水平方向上的部分阻力而减轻飞行员操作脚踏的操作力和增加驾驶员操作脚踏的真实力感，上下脚踏液压辅助动力系统用于为上下脚踏操作机构提供辅助动力以抵消脚踏在上下方向上的部分阻力而减轻飞行员操作脚踏的操作力和增加驾驶员操作脚踏的真实力感，滚转液压辅助动力系统、俯仰角液压辅助动力系统、左右水平滑动辅助液压动力系统和上下脚踏辅助液压动力系统分别根据相应的传感器实时检测的数据对相应的操作机构产生辅助动力以抵消部分阻力，使飞行员实时感受到来相应操作机构的真实立杆，提高动感逼真模拟度。
但现有的驾驶操作系统是通过对现存的飞行模拟软件虚拟读数或者是结合动感运动平台数据，将上述数据采集并传送至液压辅助动力系统，液压辅助动力系统控制操作机构产生模拟助力而抵消部分相应操作机构法人部分阻力，以使飞行员感受到较为真实的操作感。但由于飞行模拟软件虚拟读数和运动平台数据都不是真实的飞机飞行数据，液压辅助动力系统产生的模拟辅助动力与实际飞行辅助动力不相同实，所以现有的驾驶操作系统难以有效的复现飞机飞行时的真实状态，动感模拟逼真度低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，旨在解决现有技术中飞行模拟机驾驶操作系统以有效的复现飞机飞行时的真实状态，动感模拟逼真度低的问题。
为实现上述目的，本发明的一种飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统采用如下技术方案：所述飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，包括用于存储飞机真实飞行数据的飞机真实飞行数据存储器，飞机真实飞行数据包括总体设计数据、机身应力结构数据、发动机动力数据、空气动力学数据和飞行控制数据，飞机真实飞行数据存储器与数据运动解算服务器通讯连接，数据运动解算服务器包括用于根据飞机飞行真实飞行数据对飞机进行构型建模的构型建模模块、对相应飞机构型进行空气动力学建模的力学建模模块、对飞机构型建模数据及相应空气动力学建模数据进行数据校验的数据校验模块和对飞机构型与真实导航数据及真实地形数据进行匹配的匹配模块，数据运动解算服务器与液压伺服计算机通讯连接，液压伺服计算机包括用于与滚转液压辅助动力系统、俯仰液压辅助动力系统、水平脚踏滑动液压辅助动力系统、上下脚踏液压辅助动力系统控制连接的以为相应操作机构提供与实际飞行辅助辅助动力相同的模拟辅助动力而增加驾驶员相应操作真实力感的控制模块、用于验证航路、航点、地形的仿真通讯验证模块、用于与各传感器通讯连接的数据采集模块，数据采集模块通过运动平台通讯模块与运动平台通讯连接以使模拟机根据数据采集模块所采集的数据做出相应的运动姿态，数据采集模块通过驾驶座舱仪表通讯模块与驾驶座舱仪表通讯连接以使驾驶座舱仪表显示数据采集模块所采集的数据。
所述通讯连接有线连接。
所述有线连接为以太网连接。
所述数据运动解算服务器包括四台计算机，每台计算机分别对应一个所述构型建模模块，一个所述力学建模模块，一个所述数据校验模块，一个所述匹配模块。
所述液压伺服计算机包括五台计算机，每台计算机分别对应一个所述控制模块，一个所述仿真通讯验证模块，一个所述数据采集模块，一个所述运动平台通讯模块，一个所述驾驶座舱仪表通讯模块。
本发明的有益效果是：飞机真实数据存储器将真实的飞行数据通过数据运动解算服务器、液压伺服控制计算机传递各液压辅助动力系统，液压伺服控制计算机根据飞机飞行的真实数据控制液压辅助动力系统产生与实际飞行辅助动力相同的模拟辅助动力，模拟辅助动力与相应操作机构的部分阻力相抵消而使驾驶员感受到操作的真实力感，可有效的复现飞机飞行时的真实状态，动感模拟逼真度高；同时，液压伺服计算机，滚转角度传感器和俯仰角传感器将所采集的数据通过数据采集计算机传递给飞机模拟计算机和运动平台计算机，飞机模拟计算机与模拟仓内的仪表控制连接而直观显示实时的飞行数据，运动平台计算机与运动平台控制连接而使模拟舱实时做出相应的运动姿态，从而提高了动感模拟逼真度。
附图说明
图1是本发明一种飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统的结构及工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种飞行模拟机模拟飞行驾驶操作系统的控制加载系统的具体实施例，如图1所示，所述飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统包括飞机真实飞行数据存储器、与飞机真实飞行数据存储器通讯连接的数据运动解算服务器和与数据运动解算服务器数据连接的液压伺服计算机。
飞机真实飞行数据存储器用于存储飞机真实飞行数据，飞机真实飞行数据包括总体设计数据、机身结构数据、发动机动力数据、空气动力学数据和飞行控制数据。数据运动解算服务器包括构型（选型）建模模块、力学建模模块、数据校验模块和匹配模块、构型（选型）建模模块用于根据飞机的真实飞行数据对飞机进行构型建模的构型(选型)，力学建模模块用于对相应飞机构型进行空气动力学建模，数据校验模块用于对飞机构型建模数据及相应空气动力学建模数据进行数据校验，以验证建模是否正确，匹配模块用于对飞机构型与真实导航数据及真实地形数据进行匹配，匹配度达到设定时，说明构型（选型）建模和力学建模正确，否者错误。
液压伺服计算机包括控制模块、仿真通讯验证模块和数据模块。控制模块用于与滚转液压辅助动力系统、俯仰液压辅助动力系统、左右水平滑动液压辅助动力系统、上下脚踏液压辅助动力系统控制连接的以为相应操作机构提供与实际飞行辅助辅助动力相同的模拟辅助动力而增加驾驶员相应操作真实力感，仿真通讯验证模块用于验证航路、航点、地形，数据采集模块用于与各传感器通讯连接的数据采集模块，传感器包括左、右滚转角度传感器、左、右俯仰传角度传感器、左、右水平脚踏滑动位置传感器和左、右上下脚踏位置传感器。据采集模块通过运动平台通讯模块与运动平台通讯连接，以使模拟机根据数据采集模块所采集的数据做出相应的运动姿态，数据采集模块通过驾驶座舱仪表通讯模块与驾驶座舱仪表通讯连接，以使驾驶座舱仪表直观显示数据采集模块所采集的数据。
为实现数据传输的稳定性，本实施例中，各部件之间的通讯连接均采用有线连接。为进一步的提高数据传输速度，本实施例中，有线连接均采用以太网连接。
本实施例中，数据运动解算服务器包括四台计算机，每台计算机分别对应一个构型建模模块，一个力学建模模块，一个数据校验模块，一个匹配模块。
本实施例中，液压伺服计算机包括五台计算机，每台计算机分别对应一个控制模块，一个仿真通讯验证模块，一个的数据采集模块，一个所述运动平台通讯模块，一个驾驶座舱仪表通讯模块。
在其它实施例中，所述飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统中各部件之间的通讯连接也可采用WIFI、蓝牙等无线连接；所述飞行行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统中各部件之间的也可以采用普通的数据线进行通许连接。
在其它实施例中，所述数据运动解算服务器也可以为一台计算机，该计算机具有构型建模模块、力学建模模块、数据校验模块和匹配模块。
在其它实施例中，所述液压伺服计算机也可以为一台计算机，该计算机具有控制模块、仿真通讯验证模块、数据采集模块、运动平台通讯模块和驾驶座舱仪表通讯模块。
最后，需要说明的是：飞机设计数据存储器、数据运动解算服务器、液压伺服计算机的结构、工作原理及其之间的连接，对本领技术人员而言是显而意见的，属于现有技术，此处不再详细赘述。

Claims (5)

1.一种飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，其特征在于：包括用于存储飞机真实飞行数据的飞机真实飞行数据存储器，飞机真实飞行数据包括总体设计数据、机身应力结构数据、发动机动力数据、空气动力学数据和飞行控制数据，飞机真实飞行数据存储器与数据运动解算服务器通讯连接，数据运动解算服务器包括用于根据飞机飞行真实飞行数据对飞机进行构型建模的构型建模模块、对相应飞机构型进行空气动力学建模的力学建模模块、对飞机构型建模数据及相应空气动力学建模数据进行数据校验的数据校验模块和对飞机构型与真实导航数据及真实地形数据进行匹配的匹配模块，数据运动解算服务器与液压伺服计算机通讯连接，液压伺服计算机包括用于与滚转液压辅助动力系统、俯仰液压辅助动力系统、水平脚踏滑动液压辅助动力系统、上下脚踏液压辅助动力系统控制连接的以为相应操作机构提供与实际飞行辅助辅助动力相同的模拟辅助动力而增加驾驶员相应操作真实力感的控制模块、用于验证航路、航点、地形的仿真通讯验证模块、用于与各传感器通讯连接的数据采集模块，数据采集模块通过运动平台通讯模块与运动平台通讯连接以使模拟机根据数据采集模块所采集的数据做出相应的运动姿态，数据采集模块通过驾驶座舱仪表通讯模块与驾驶座舱仪表通讯连接以使驾驶座舱仪表显示数据采集模块所采集的数据。
2.根据权利要求1所述的飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，其特征在于：所述通讯连接有线连接。
3.根据权利要求2所述的飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，其特征在于：所述有线连接为以太网连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，其特征在于：所述数据运动解算服务器包括四台计算机，每台计算机分别对应一个所述构型建模模块，一个所述力学建模模块，一个所述数据校验模块，一个所述匹配模块。
5.根据权利要求1或2或3所述的飞行模拟机驾驶操作系统的控制加载系统，其特征在于：所述液压伺服计算机包括五台计算机，每台计算机分别对应一个所述控制模块，一个所述仿真通讯验证模块，一个所述数据采集模块，一个所述运动平台通讯模块，一个所述驾驶座舱仪表通讯模块。
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