JPH09258647A - 電動人工感覚模擬方法及びその装置 - Google Patents
電動人工感覚模擬方法及びその装置Info
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- JPH09258647A JPH09258647A JP9188996A JP9188996A JPH09258647A JP H09258647 A JPH09258647 A JP H09258647A JP 9188996 A JP9188996 A JP 9188996A JP 9188996 A JP9188996 A JP 9188996A JP H09258647 A JPH09258647 A JP H09258647A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御の高応答性、高安定性を実現できて、制
御性能に優れ且つ信頼性が高く、しかも各種模擬対象に
容易に対応でき、その上付帯設備の簡素化とメンテナン
スフリーの安全で廉価なシステムを実現できる電動人工
感覚模擬方法。 【解決手段】 部材に加えられた力を力検出器により電
気信号に変換してディジタルコントローラに入力し、デ
ィジタルコントローラに入力された電気信号をホストコ
ンピュータから送られてくるプログラムに従って高速に
ディジタル処理し、制御信号を出力して電動モータを回
転させ、電動モータのトルク出力をギヤにより増大させ
て部材を変位させ、この部材の変位及び変位速度を変位
検出器及び変位速度検出器により検出し、その検出信号
をディジタルコントローラに入力し、ディジタルコント
ローラで応答モデルと部材の動作を比較し、部材が静的
および動的にモデルの応答に追従できるように、電動モ
ータへの制御信号出力に修正を加える。
御性能に優れ且つ信頼性が高く、しかも各種模擬対象に
容易に対応でき、その上付帯設備の簡素化とメンテナン
スフリーの安全で廉価なシステムを実現できる電動人工
感覚模擬方法。 【解決手段】 部材に加えられた力を力検出器により電
気信号に変換してディジタルコントローラに入力し、デ
ィジタルコントローラに入力された電気信号をホストコ
ンピュータから送られてくるプログラムに従って高速に
ディジタル処理し、制御信号を出力して電動モータを回
転させ、電動モータのトルク出力をギヤにより増大させ
て部材を変位させ、この部材の変位及び変位速度を変位
検出器及び変位速度検出器により検出し、その検出信号
をディジタルコントローラに入力し、ディジタルコント
ローラで応答モデルと部材の動作を比較し、部材が静的
および動的にモデルの応答に追従できるように、電動モ
ータへの制御信号出力に修正を加える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷された力に対
して、位置を静的・動的に制御する電動人工感覚模擬方
法及びその装置に関する。
して、位置を静的・動的に制御する電動人工感覚模擬方
法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の飛行シュミレータに用いられてい
る油圧式の人工感覚模擬装置を図４に示す。パイロット
によりスティック１に加えられた力は、フォースセンサ
２により検出され、力信号としてコントローラ３に入力
される。コントローラ３では力に対応した変位量を求め
て、油圧サーボアクチュエータ４へ位置制御コマンドを
出力する。アクチュエータ４は油圧ポンプ５により駆動
され、リンク６を介してスティック１を動作させる。
る油圧式の人工感覚模擬装置を図４に示す。パイロット
によりスティック１に加えられた力は、フォースセンサ
２により検出され、力信号としてコントローラ３に入力
される。コントローラ３では力に対応した変位量を求め
て、油圧サーボアクチュエータ４へ位置制御コマンドを
出力する。アクチュエータ４は油圧ポンプ５により駆動
され、リンク６を介してスティック１を動作させる。
【０００３】図５に他の電動式の人工感覚模擬装置を示
す。パイロットによりスティック１に加えられた力は、
フォースセンサ２により検出され、力信号としてコント
ローラ３に入力される。この場合コントローラ３は、力
信号に加えて電動モータ７の位置、速度、および発生し
ているモータトルク信号を入力とし、それに対応したト
ルク制御コマンドを電動モータ７へ出力する。電動モー
タ７には大型のダイレクトドライブトルクモータが用い
られており、その回転がケーブル８とプーリ９により減
速され、リンク６の直線運動に変換され、スティック１
が動作する。
す。パイロットによりスティック１に加えられた力は、
フォースセンサ２により検出され、力信号としてコント
ローラ３に入力される。この場合コントローラ３は、力
信号に加えて電動モータ７の位置、速度、および発生し
ているモータトルク信号を入力とし、それに対応したト
ルク制御コマンドを電動モータ７へ出力する。電動モー
タ７には大型のダイレクトドライブトルクモータが用い
られており、その回転がケーブル８とプーリ９により減
速され、リンク６の直線運動に変換され、スティック１
が動作する。
【０００４】また、図６に、図５で示した人工感覚模擬
装置のコントローラ３内での信号処理を示す。入力され
たパイロットの力信号に対して所望の応答を与えるモデ
ル１０の加速度信号を、実際の装置の応答およびそれを
予想するシステム応答モデル１１の出力により補正し、
トルクコマンド信号として出力している。先行技術文献
として特開平４−３６０２１０号公報がある。
装置のコントローラ３内での信号処理を示す。入力され
たパイロットの力信号に対して所望の応答を与えるモデ
ル１０の加速度信号を、実際の装置の応答およびそれを
予想するシステム応答モデル１１の出力により補正し、
トルクコマンド信号として出力している。先行技術文献
として特開平４−３６０２１０号公報がある。
【０００５】ところで、前記図４の油圧式の人工感覚模
擬装置は、コントローラ３からアクチュエータ４へ位置
制御コマンドを出力するため、制御の応答遅れが大き
く、また、油圧ポンプ５や油圧配管５ａ等の付帯設備が
必要で、運転時の騒音や油漏れに対する対策も必要とな
る。
擬装置は、コントローラ３からアクチュエータ４へ位置
制御コマンドを出力するため、制御の応答遅れが大き
く、また、油圧ポンプ５や油圧配管５ａ等の付帯設備が
必要で、運転時の騒音や油漏れに対する対策も必要とな
る。
【０００６】図５の他の電動式の人工感覚模擬装置で
は、コントローラ３から電動モータ７へトルク制御コマ
ンドを出力する制御の安定性の低下およびセンサの増加
により高価格化という問題が発生する。また、ダイレク
トドライブモータ使用によるアクチュエータの大型化や
整備性の低下が問題点として挙げられる。さらに、プー
リ９を用いた減速装置ではケーブル８の伸びによる模擬
精度及び信頼性の低下が懸念される。
は、コントローラ３から電動モータ７へトルク制御コマ
ンドを出力する制御の安定性の低下およびセンサの増加
により高価格化という問題が発生する。また、ダイレク
トドライブモータ使用によるアクチュエータの大型化や
整備性の低下が問題点として挙げられる。さらに、プー
リ９を用いた減速装置ではケーブル８の伸びによる模擬
精度及び信頼性の低下が懸念される。
【０００７】図６のコントローラ内部の信号処理では、
トルク制御としたために所望の応答モデル１０に加え、
ハードウェアシステム毎に固有の特性を模擬するシステ
ム応答モデル１１を必要とするなど、複雑な構成となっ
ている。
トルク制御としたために所望の応答モデル１０に加え、
ハードウェアシステム毎に固有の特性を模擬するシステ
ム応答モデル１１を必要とするなど、複雑な構成となっ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、制御
の高応答性、高安定性を実現できて、制御性能に優れ且
つ信頼性が高く、しかも各種模擬対象に容易に対応で
き、その上付帯設備の簡素化とメンテナンスフリーの安
全で廉価なシステムを実現できる電動人工感覚模擬方法
およびその装置を提供しようとするものである。
の高応答性、高安定性を実現できて、制御性能に優れ且
つ信頼性が高く、しかも各種模擬対象に容易に対応で
き、その上付帯設備の簡素化とメンテナンスフリーの安
全で廉価なシステムを実現できる電動人工感覚模擬方法
およびその装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の電動人工感覚模擬方法は、部材に加えられた
力を力検出器により電気信号に変換してディジタルコン
トローラに入力し、ディジタルコントローラに入力され
た電気信号をホストコンピュータから送られてくるプロ
グラムに従って高速にディジタル処理し、制御信号を出
力して電動モータを回転させ、電動モータのトルク出力
をギヤにより増大させて部材を変位させ、この部材の変
位及び変位速度を変位検出器及び変位速度検出器により
検出し、その検出信号をディジタルコントローラに入力
し、ディジタルコントローラで応答モデルと部材の動作
を比較し、部材が静的および動的にモデルの応答に追従
できるように、電動モータへの制御信号出力に修正を加
えることを特徴とするものである。
の本発明の電動人工感覚模擬方法は、部材に加えられた
力を力検出器により電気信号に変換してディジタルコン
トローラに入力し、ディジタルコントローラに入力され
た電気信号をホストコンピュータから送られてくるプロ
グラムに従って高速にディジタル処理し、制御信号を出
力して電動モータを回転させ、電動モータのトルク出力
をギヤにより増大させて部材を変位させ、この部材の変
位及び変位速度を変位検出器及び変位速度検出器により
検出し、その検出信号をディジタルコントローラに入力
し、ディジタルコントローラで応答モデルと部材の動作
を比較し、部材が静的および動的にモデルの応答に追従
できるように、電動モータへの制御信号出力に修正を加
えることを特徴とするものである。
【００１０】本発明の電動人工感覚模擬装置は、力を加
える部材と、加えられた力を検出する力検出器と、その
力検出器に接続され変位及び変位速度を出力する電動モ
ータと、その変位，変位速度を各々検出する変位検出器
及び変位速度検出器と、電動モータのトルクを増幅する
ギヤと、検出された検出信号を処理し制御信号を出力す
るディジタルコントローラと、そのディジタルコントロ
ーラの制御プログラムを作成および変更するホストコン
ピュータとから構成されたことを特徴とするものであ
る。
える部材と、加えられた力を検出する力検出器と、その
力検出器に接続され変位及び変位速度を出力する電動モ
ータと、その変位，変位速度を各々検出する変位検出器
及び変位速度検出器と、電動モータのトルクを増幅する
ギヤと、検出された検出信号を処理し制御信号を出力す
るディジタルコントローラと、そのディジタルコントロ
ーラの制御プログラムを作成および変更するホストコン
ピュータとから構成されたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】上記の本発明の電動人工感覚模擬方法は、
部材に負荷された力に対して、部材の位置を静的および
動的に制御して、モデルの応答に追従せしめるので、制
御の高応答性，高安定性が実現できて、制御性能に優れ
且つ信頼性が高いものとなる。しかも各種模擬対象に容
易に対応できる。
部材に負荷された力に対して、部材の位置を静的および
動的に制御して、モデルの応答に追従せしめるので、制
御の高応答性，高安定性が実現できて、制御性能に優れ
且つ信頼性が高いものとなる。しかも各種模擬対象に容
易に対応できる。
【００１２】また、上記構成の本発明の電動人工感覚模
擬装置は、小型ＡＣサーボモータを用いてアクチュエー
タを電動化することにより、取り扱いが容易となり、誤
操作等による危険性が減少する。また、付帯設備として
必要なのは電源だけであり、低価格で信頼性の高いシス
テムとなる。また、ディジタルコントローラ内には従来
のようにハードウェアシステムに依存するシステム応答
モデルを必要としないので、簡単な構成となる。
擬装置は、小型ＡＣサーボモータを用いてアクチュエー
タを電動化することにより、取り扱いが容易となり、誤
操作等による危険性が減少する。また、付帯設備として
必要なのは電源だけであり、低価格で信頼性の高いシス
テムとなる。また、ディジタルコントローラ内には従来
のようにハードウェアシステムに依存するシステム応答
モデルを必要としないので、簡単な構成となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の電動人工感覚模擬方法及
びその装置の実施例を図によって説明する。図１に於い
て、ホストコンピュータ２０は、ディジタルコントロー
ラ２１で実行する処理プログラムを作成又は修正する装
置で、ディジタルコントローラ２１の動作中にプログラ
ム内部のパラメータをモニタまたは変更する機能を有し
ている。パイロットによりスティック２２に加えられた
力は、スティック２２とモータアクチュエータ２３を継
ぐリンク機構２４に接続された力検出器２５により電気
信号に変換され、ディジタルコントローラ２１に入力さ
れる。ディジタルコントローラ２１は、ホストコンピュ
ータ２０から送られてくるプログラムに従い、入力され
た信号を高速にディジタル処理し、モータアクチュエー
タ２３のＡＣサーボモータ２６を回転させる制御信号を
出力する。ＡＣサーボモータ２６の回転は、ハーモニッ
クドライブ方式のギヤ２７によりトルク出力を増大させ
られ、リンク機構２４を介して制御対象であるスティッ
ク２２を変位させる。さらに、このスティック２２の変
位および変位速度は、リンク機構２４と固定部材２８の
間に接続された変位検出器２９と、ＡＣサーボモータ２
６に組み込まれた変位速度検出器３０により検出され、
ディジタルコントローラ２１に入力される。ディジタル
コントローラ２１では応答モデルとスティック２２の動
作を比較し、静的および動的にもスティック２２がモデ
ルの応答に追従するよう、ＡＣサーボモータ２６への制
御信号出力に修正を加える。
びその装置の実施例を図によって説明する。図１に於い
て、ホストコンピュータ２０は、ディジタルコントロー
ラ２１で実行する処理プログラムを作成又は修正する装
置で、ディジタルコントローラ２１の動作中にプログラ
ム内部のパラメータをモニタまたは変更する機能を有し
ている。パイロットによりスティック２２に加えられた
力は、スティック２２とモータアクチュエータ２３を継
ぐリンク機構２４に接続された力検出器２５により電気
信号に変換され、ディジタルコントローラ２１に入力さ
れる。ディジタルコントローラ２１は、ホストコンピュ
ータ２０から送られてくるプログラムに従い、入力され
た信号を高速にディジタル処理し、モータアクチュエー
タ２３のＡＣサーボモータ２６を回転させる制御信号を
出力する。ＡＣサーボモータ２６の回転は、ハーモニッ
クドライブ方式のギヤ２７によりトルク出力を増大させ
られ、リンク機構２４を介して制御対象であるスティッ
ク２２を変位させる。さらに、このスティック２２の変
位および変位速度は、リンク機構２４と固定部材２８の
間に接続された変位検出器２９と、ＡＣサーボモータ２
６に組み込まれた変位速度検出器３０により検出され、
ディジタルコントローラ２１に入力される。ディジタル
コントローラ２１では応答モデルとスティック２２の動
作を比較し、静的および動的にもスティック２２がモデ
ルの応答に追従するよう、ＡＣサーボモータ２６への制
御信号出力に修正を加える。
【００１４】図２に図１のディジタルコントローラ２１
内の信号処理を示す。アナログ信号の高周波成分を遮断
するローパスフィルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に
入力されたパイロットフォース入力信号Ｆは、フォース
補正部３３により操縦系統の重量アンバランスによるバ
イアス力が補正され、応答モデル３４に入力される。応
答モデル３４では、モデルの速度信号に操縦装置とモデ
ルの変位誤差による修正を加えたモータ速度コマンド信
号を補償部３５に出力する。この信号は補償部３５にお
いてローパスフィルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に
入力された操縦装置の速度信号ｖによる補償が加えられ
た後で、Ｄ／Ａ変換器３６に出力され、Ｄ／Ａ変換器３
６でＤ／Ａ変換されてアクチュエータ制御信号として出
力される。
内の信号処理を示す。アナログ信号の高周波成分を遮断
するローパスフィルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に
入力されたパイロットフォース入力信号Ｆは、フォース
補正部３３により操縦系統の重量アンバランスによるバ
イアス力が補正され、応答モデル３４に入力される。応
答モデル３４では、モデルの速度信号に操縦装置とモデ
ルの変位誤差による修正を加えたモータ速度コマンド信
号を補償部３５に出力する。この信号は補償部３５にお
いてローパスフィルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に
入力された操縦装置の速度信号ｖによる補償が加えられ
た後で、Ｄ／Ａ変換器３６に出力され、Ｄ／Ａ変換器３
６でＤ／Ａ変換されてアクチュエータ制御信号として出
力される。
【００１５】さらに、応答モデル３４は、ローパスフィ
ルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に入力された外部信
号Ｏの入力により、システムの特性を変化させるマグブ
レーキ機構や、外部コマンド信号入力によるトリム動作
の模擬を行う。マグブレーキ機構は、ヘリコプタに特有
の操縦装置で、スティック２２等に取り付けられたマグ
ブレーキスイッチ（図示せず）を押すことにより、現在
の操縦装置の位置が新たな中立位置となる機構である。
このマグブレーキ機構を模擬するためには非常に高い応
答性が要求されるが、安定性に及ぼす影響等から従来の
人工感覚模擬装置ではこれを模擬することは不可能であ
った。
ルタ３１を通してＡ／Ｄ変換器３２に入力された外部信
号Ｏの入力により、システムの特性を変化させるマグブ
レーキ機構や、外部コマンド信号入力によるトリム動作
の模擬を行う。マグブレーキ機構は、ヘリコプタに特有
の操縦装置で、スティック２２等に取り付けられたマグ
ブレーキスイッチ（図示せず）を押すことにより、現在
の操縦装置の位置が新たな中立位置となる機構である。
このマグブレーキ機構を模擬するためには非常に高い応
答性が要求されるが、安定性に及ぼす影響等から従来の
人工感覚模擬装置ではこれを模擬することは不可能であ
った。
【００１６】図３に図２中の応答モデル３４の詳細を示
す。フォース補正部３３（図２参照）で補正された後の
パイロットフォース入力信号は、応答モデル３４の慣性
力部４０で操縦系統の慣性質量の逆数を掛けることによ
り、応答モデルの加速度信号となる。この加速度信号は
積分器４１と積分器４２により２回積分され、それぞれ
応答モデルの速度および位置信号となる。この時、速度
信号は速度リミッタ４３により最大値を規定され、模擬
すべきハードウェアシステムの制約を表現する。
す。フォース補正部３３（図２参照）で補正された後の
パイロットフォース入力信号は、応答モデル３４の慣性
力部４０で操縦系統の慣性質量の逆数を掛けることによ
り、応答モデルの加速度信号となる。この加速度信号は
積分器４１と積分器４２により２回積分され、それぞれ
応答モデルの速度および位置信号となる。この時、速度
信号は速度リミッタ４３により最大値を規定され、模擬
すべきハードウェアシステムの制約を表現する。
【００１７】また、速度信号はダンピング、フリクショ
ン模擬部４４においてダンピング係数を掛けられてダン
ピング力となる。さらに、速度の符号と同符号の一定値
として動摩擦力が求められ、この動摩擦力を先のダンピ
ング力と共にパイロットによるフォース入力から引くこ
とにより、速度に対するフィードバックとなる。
ン模擬部４４においてダンピング係数を掛けられてダン
ピング力となる。さらに、速度の符号と同符号の一定値
として動摩擦力が求められ、この動摩擦力を先のダンピ
ング力と共にパイロットによるフォース入力から引くこ
とにより、速度に対するフィードバックとなる。
【００１８】積分器４２からの位置信号は、マグブレー
キ操作およびトリム操作による中立位置の信号を減じ
て、中立位置からの変位とされた後で、非線形バネ力模
擬部４５においてフィール傾斜およびＢ．Ｏ．Ｆ．(Bre
ak Out Force) による操縦反力となる。この操縦反力
は、変位に対する非線形の出力として得られ、これをパ
イロットのフォース入力から引くことにより、位置に対
するフィードバックとなる。
キ操作およびトリム操作による中立位置の信号を減じ
て、中立位置からの変位とされた後で、非線形バネ力模
擬部４５においてフィール傾斜およびＢ．Ｏ．Ｆ．(Bre
ak Out Force) による操縦反力となる。この操縦反力
は、変位に対する非線形の出力として得られ、これをパ
イロットのフォース入力から引くことにより、位置に対
するフィードバックとなる。
【００１９】また、積分器４２からの位置信号は、変位
リミッタ４６において設定された、操縦装置の最大変位
量を越えない範囲のモデル変位量となる。さらに、変位
リミッタ４６は、モデルの変位が最大変位量によって制
限されている場合には、コマンドゲイン４７および積分
器４１に対して操縦装置がストッパに当たっていること
を示す信号を出力する。この時、積分器４１に対する信
号には、制限されている値が最大値なのか、それとも最
小値なのかという情報も付加される。
リミッタ４６において設定された、操縦装置の最大変位
量を越えない範囲のモデル変位量となる。さらに、変位
リミッタ４６は、モデルの変位が最大変位量によって制
限されている場合には、コマンドゲイン４７および積分
器４１に対して操縦装置がストッパに当たっていること
を示す信号を出力する。この時、積分器４１に対する信
号には、制限されている値が最大値なのか、それとも最
小値なのかという情報も付加される。
【００２０】コマンドゲイン４７において応答モデルの
速度信号は、適切な値を掛けて図１のＡＣサーボモータ
２６を駆動するためのコマンド信号に変換される。ただ
し、変位リミッタ４６においてモデルの変位量が制限さ
れている場合には、直ちに出力を零とし、図１のＡＣサ
ーボモータ２６への応答モデルの速度信号によるコマン
ド出力を零に切り替える。また、同時に積分器４１で
は、さらに変位の超過分を増す符号の加速度が入力され
たならば、積分結果を零に初期化する。これにより、超
過分を減少させる方向の加速度が入力された場合に、直
ちに負のモデル速度を出力することが可能となる。
速度信号は、適切な値を掛けて図１のＡＣサーボモータ
２６を駆動するためのコマンド信号に変換される。ただ
し、変位リミッタ４６においてモデルの変位量が制限さ
れている場合には、直ちに出力を零とし、図１のＡＣサ
ーボモータ２６への応答モデルの速度信号によるコマン
ド出力を零に切り替える。また、同時に積分器４１で
は、さらに変位の超過分を増す符号の加速度が入力され
たならば、積分結果を零に初期化する。これにより、超
過分を減少させる方向の加速度が入力された場合に、直
ちに負のモデル速度を出力することが可能となる。
【００２１】外部信号模擬部４８は、外部にある他の計
算機からのトリムコマンド等の外部信号入力により、実
機におけるトリムアクチュエータの動作による操縦装置
の変位速度信号を出力する。この値は、パイロットのフ
ォース入力に対する応答モデルの速度信号と足し合わさ
れて、図１のＡＣサーボモータ２６への駆動コマンドと
なる。またこの速度信号は積分器４９により積分され、
外部信号の入力による応答モデルの変位および、操縦装
置中立位置の変位として、それぞれパイロットフォース
入力による変位を示す積分器４２および、マグブレーキ
操作による中立位置の変位を示すマグブレーキ模擬部５
０の出力信号と足し合わされる。
算機からのトリムコマンド等の外部信号入力により、実
機におけるトリムアクチュエータの動作による操縦装置
の変位速度信号を出力する。この値は、パイロットのフ
ォース入力に対する応答モデルの速度信号と足し合わさ
れて、図１のＡＣサーボモータ２６への駆動コマンドと
なる。またこの速度信号は積分器４９により積分され、
外部信号の入力による応答モデルの変位および、操縦装
置中立位置の変位として、それぞれパイロットフォース
入力による変位を示す積分器４２および、マグブレーキ
操作による中立位置の変位を示すマグブレーキ模擬部５
０の出力信号と足し合わされる。
【００２２】本応答モデルにおけるマグブレーキ模擬部
５０の出力は、マグブレーキ操作による中立位置の変位
信号であり、操縦装置の原点のオフセットとして応答モ
デルの変位量から差し引かれ、その位置からの変位量を
用いてフィール傾斜とＢ．Ｏ．Ｆによる操縦反力が求め
られる。
５０の出力は、マグブレーキ操作による中立位置の変位
信号であり、操縦装置の原点のオフセットとして応答モ
デルの変位量から差し引かれ、その位置からの変位量を
用いてフィール傾斜とＢ．Ｏ．Ｆによる操縦反力が求め
られる。
【００２３】マグブレーキ模擬部５０は、マグブレーキ
スイッチが押された場合、その出力の値を入力信号であ
る現在の応答モデルの変位信号に一致させる。これによ
りスイッチを押している間は操縦装置中立位置からの変
位が零になり、フリクションとダンピングのみの応答と
なる。また、マグブレーキが押されていない場合、最後
にスイッチが押されていた時の出力を保持し続ける。な
お、マグブレーキスイッチが押されている場合と押され
ていない場合では、フリクションとダンピングの値が変
化するために、ダンピング、フリクション模擬部４４の
パラメータをマグブレーキスイッチの入力により切り替
える。
スイッチが押された場合、その出力の値を入力信号であ
る現在の応答モデルの変位信号に一致させる。これによ
りスイッチを押している間は操縦装置中立位置からの変
位が零になり、フリクションとダンピングのみの応答と
なる。また、マグブレーキが押されていない場合、最後
にスイッチが押されていた時の出力を保持し続ける。な
お、マグブレーキスイッチが押されている場合と押され
ていない場合では、フリクションとダンピングの値が変
化するために、ダンピング、フリクション模擬部４４の
パラメータをマグブレーキスイッチの入力により切り替
える。
【００２４】図１における変位検出器２９により検出さ
れディジタルコントローラ２１に入力された操縦装置変
位信号は、応答モデルの変位信号と比較、引き算され、
その差に適切なゲインを掛けてサーボモータ駆動コマン
ドに足し合わされて出力される。これにより、静的また
は動的応答の模擬精度および系の安定性が高められる。
れディジタルコントローラ２１に入力された操縦装置変
位信号は、応答モデルの変位信号と比較、引き算され、
その差に適切なゲインを掛けてサーボモータ駆動コマン
ドに足し合わされて出力される。これにより、静的また
は動的応答の模擬精度および系の安定性が高められる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の電動人
工感覚模擬方法は、部材に負荷された力に対して、部材
の位置を静的および動的に制御して、モデルの応答に追
従せしめるので、制御の高応答性，高安定性が実現でき
て、制御性能に優れ且つ信頼性の高いものとなる。しか
も各種模擬対象に容易に対応できる。例えば、フライト
シュミレータ用フィールシステムに適用することによ
り、高性能で信頼性の高い実機操縦感覚の模擬が可能で
ある。また、インフライトシュミレータやＦＢＷ（Ｆｌ
ｙ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ）機のフィールシステムとしての適
用が可能である。
工感覚模擬方法は、部材に負荷された力に対して、部材
の位置を静的および動的に制御して、モデルの応答に追
従せしめるので、制御の高応答性，高安定性が実現でき
て、制御性能に優れ且つ信頼性の高いものとなる。しか
も各種模擬対象に容易に対応できる。例えば、フライト
シュミレータ用フィールシステムに適用することによ
り、高性能で信頼性の高い実機操縦感覚の模擬が可能で
ある。また、インフライトシュミレータやＦＢＷ（Ｆｌ
ｙ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ）機のフィールシステムとしての適
用が可能である。
【００２６】また、本発明の電動人工感覚模擬装置は、
小型ＡＣサーボモータを用いてアクチュエータを電動化
しているので、取扱いが容易で誤操作による危険性が減
少する。また、付帯設備として必要なのは電源だけであ
り、メンテナンスフリーの安全で廉価なシステムを実現
できる。また、ディジタルコントローラ内には従来のよ
うなハードウェアシステムに依存するシステム応答モデ
ルを必要としないので、構成が簡素である。
小型ＡＣサーボモータを用いてアクチュエータを電動化
しているので、取扱いが容易で誤操作による危険性が減
少する。また、付帯設備として必要なのは電源だけであ
り、メンテナンスフリーの安全で廉価なシステムを実現
できる。また、ディジタルコントローラ内には従来のよ
うなハードウェアシステムに依存するシステム応答モデ
ルを必要としないので、構成が簡素である。
【図１】本発明の電動人工感覚模擬方法を実施する装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】図１の装置に於けるディジタルコントローラ内
の信号処理を示す図である。
の信号処理を示す図である。
【図３】図２中の応答モデルの詳細を示す図である。
【図４】従来の油圧式の人工感覚模擬装置の概略図であ
る。
る。
【図５】従来の電動式の人工感覚模擬装置の概略図であ
る。
る。
【図６】図５の装置におけるコントローラ内の信号処理
を示す図である。
を示す図である。
２０ ホストコンピュータ ２１ ディジタルコントローラ ２２ スティック（力の加えられる部材） ２３ モータアクチュエータ ２４ リンク機構 ２５ 力検出器 ２６ ＡＣサーボモータ ２７ ハーモニックドライブ方式のギヤ ２８ 固定部材 ２９ 変位検出器 ３０ 変位速度検出器 ３１ ローパスフィルタ ３２ Ａ／Ｄ変換器 ３３ フォース補正部 ３４ 応答モデル ３５ 補償部 ３６ Ｄ／Ａ変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光政 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 本宮 達郎 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 部材に加えられた力を力検出器により電
気信号に変換してディジタルコントローラに入力し、デ
ィジタルコントローラに入力された電気信号をホストコ
ンピュータから送られてくるプログラムに従って高速に
ディジタル処理し、制御信号を出力して電動モータを回
転させ、電動モータのトルク出力をギヤにより増大させ
て部材を変位させ、この部材の変位及び変位速度を変位
検出器及び変位速度検出器により検出し、その検出信号
をディジタルコントローラに入力し、ディジタルコント
ローラで応答モデルと部材の動作を比較し、部材が静的
および動的にモデルの応答に追従できるように、電動モ
ータへの制御信号出力に修正を加えることを特徴とする
電動人工感覚模擬方法。 - 【請求項２】 力を加える部材と、加えられた力を検出
する力検出器と、その力検出器に接続され変位及び変位
速度を出力する電動モータと、その変位，変位速度を各
々検出する変位検出器及び変位速度検出器と、電動モー
タのトルクを増幅するギヤと、検出された検出信号を処
理し制御信号を出力するディジタルコントローラと、そ
のディジタルコントローラの制御プログラムを作成およ
び変更するホストコンピュータとから構成されたことを
特徴とする電動人工感覚模擬装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9188996A JP2779370B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 電動人工感覚模擬方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9188996A JP2779370B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 電動人工感覚模擬方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258647A true JPH09258647A (ja) | 1997-10-03 |
| JP2779370B2 JP2779370B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=14039133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9188996A Expired - Lifetime JP2779370B2 (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | 電動人工感覚模擬方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779370B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013058171A1 (ja) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 航空機及び航空機の制御方法 |
| JP2013114066A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 手持ち回転工具の安全体感装置 |
| CN110844047A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-28 | 中航通飞研究院有限公司 | 一种载荷模拟装置 |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP9188996A patent/JP2779370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013058171A1 (ja) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 航空機及び航空機の制御方法 |
| US9031718B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-05-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Aircraft and control method therefor |
| JP2013114066A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 手持ち回転工具の安全体感装置 |
| CN110844047A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-28 | 中航通飞研究院有限公司 | 一种载荷模拟装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2779370B2 (ja) | 1998-07-23 |
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