NL8006091A - Vluchtnabootser. - Google Patents
Vluchtnabootser. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8006091A NL8006091A NL8006091A NL8006091A NL8006091A NL 8006091 A NL8006091 A NL 8006091A NL 8006091 A NL8006091 A NL 8006091A NL 8006091 A NL8006091 A NL 8006091A NL 8006091 A NL8006091 A NL 8006091A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- output
- input
- circuit
- coupled
- flight simulator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
- G09B9/28—Simulation of stick forces or the like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
-1- * * * ‘ X Sch/gn/ 61
Korte aanduiding: Vluchtnabootser
De uitvinding betreft een vluchtnabootser, omvattende : (1) tenminste één element, waarvan de stand tijdens de vlucht kan veranderen, zoals een bedieningsorgaan, 5 bijvoorbeéld een stuurknuppel; (2) een met het of elk element gekoppeld, bijbehorend programmeerbaar servomiddel, omvattende: (a) een versterker; (b) een met de uitgang daarvan gekoppelde servomotor; 10 (o) een tussen de servomotor en h’et element aangebrachte kracht-elektrisch-signaalomzetter, waarvan de uitgang is gekoppeld met een eerste ingang van de versterker; (d) een aan het element aangebracht positie-elektrisch-15 signaalomzetter, waarvan de uitgang is gekoppeld met een tweede ingang van de versterker; en (e) een computer, die op grond van de vluchtomstandig-heden,en de relevante eigenschappen van het of elk element een bij de toestand van dat element be- 20. horende kracht berekent en een daarmee overeenkomend signaal aan de versterker 'toevoert. }
Een dergelijke vluchtnabootser is in verschillende uitvoeringen bekend. Bij een bekende vluchtnabootser wordt gebruik gemaakt van drie tegenkoppellussen, waarmee 25 respectievelijk de positie, de snelheid (=de eerste afgeleide van de positie) en de versnelling (=tweede afgeleide van de positie) van het betreffende bedieningsorgaan beheerst moeten worden.
JVoor een juist begrip van de beperkingen en gebre-30 ken van deze bekende vluchtnabootser, wordt nu eerst verwezen naar de figuren 1 tot en met 5.
8006091 ί 4.
. ι ι -2-
Figuur 1 toont een schematische voorstelling van een werkelijk systeem, bestaande uit een bedieningsorgaan en het daardoor te bedienen element, alsmede het via de koppeling daartussen optredende krachtenspel.
5 Figuur 2 toont een met fig. 1 corresponderend mechanisch analoog schema, waarin het krachtenspel meer in detail is weergegeven.
Figuur 3 toont nog eens het mechanische analogon van het aft-systeem.
10 Figuur 4 toont een blokschema van het voor het juiste begrip van de uitvinding belangrijkste deel van de bekende vluchtnabootser.
Figuur 5 toont de overdrachtsfunctie van de de wrijving simulerende schakeling volgens fig. 4.
15 Het systeem volgens fig. 1 omvat een stuurknuppel 1, waarop een kracht F kan worden uitgeoefend rond een scharnierpunt 2. Een stuurvlak 3 wordt via een koppeling 4,, met demping 62, bestaande hit stangen, kabels e.d. , en een servomechanisme 5 bediend.
20 Het blok 6 wordt gewoonlijk aangeduid als het "forward-systeem"; het blok 7 wordt gewoonlijk aangeduid als het "aft"-systeem.
Figuur 2 toont het mechanische analogon van het schema volgens fig. 1. In de getekende samenhang voldoen 25 de diverse elementen, aan onderstaande vergelijkingen: ‘ X£. = _ X j ... (ι) ! f. - Xj + + ^*sysr. ι + ^ + *··(2) j \ - P, “ ^ ·... (3) i f-£ = + + ---(4) 30 ^ysr.z β .....3 *··(5) i i 8006091 Λ- * ~3“ t
De diverse elementen zijn met verwijzingsgetallen aangeduid. Ze corresponderen volgens onderstaande lijst met dê diverse fysische karakteriserende grootheden: 8 = X= rek (c.q. indrukkingj van de koppeling 4; c 5 9 - X2 = verplaatsing van het stuurvlak 3; 10 = X1 = verplaatsing van de stuurknuppel 1? 11 = M ^--.= massa van de stuurknuppel 1; 12 = = dempingscoëfficiënt .van stuurknuppel 1; 13 = FSyS£ op werkende systeemkrachten, bijvoorbeeld 10 de zwaartekracht; 14 = K = stijfheid van de koppeling 4? 15 = = door de koppeling 4 op uitgeoefende kracht; 16 = = door de koppeling 4 op l··^ uitgeoefende kracht; 17 = K - dempingscoëfficiënt ? 15 18 = Fcf2 = °P m2 wericen^e wrijvingskrachten; 19 = FSySt 2 = °P M2"werkende systeemkrachten; 62 = KQC = dempingscoëfficiënt van de koppeling 4;
De vergelijkingen (1) tot en met (5) leveren gezamenlijk een systeem van tenminste de vierde orde op.
Het forward-systeem en het aft-systeem zijn namelijk 20 elk van tenminste de tweede orde. De vergelijkingen (1) tot en met (4) zullen geen nadere toelichten behoeven. Vergelijking (5) geeft weer, dat FSySt 2 van nog an(^ere grootheden dan vanx2 een functie kan zijn. In dit geval kan de orde van het systeem hoger en zelfs veel hoger zijn 25 dan twee.
Onder verwijzing naar fig. 3 wordt vergelijking (4) nu als volgt herschreven: X = -PsysT.a - 5» fa.
A /V}£ ...(4a)
Tevens geldt: 30 Kg = Jdk ... (6) ... (7) 8006091 “4- i * L—·' pr j/ . rCF& ® . .... (8)
N
De vergelijkingen (6) en (7) spreken voor zichzelf. In vergelijking (8) is KCF2 = de Coulombwrijvingskracht. Zoals vergelijking (8) weergeeft, is de richting van deze 5 kracht altijd tegengesteld aan de bewegingsrichting, ook voor zeer kleine snelheden.
In een statische situatie geldt nu: I h --FtysT. j < l ^CFzl .... (9) en Xn - O .... (10) 0 io Xz s o — dl) ·· b O ....(12)
Figuur 4 toont een bekende simulatie van een tweede-orde systeem met Coulombwrijving.
Het ingangssignaal correspondeert met de kracht 15 F2 aangeduid met 15. Het uitgangssignaal correspondeert met de positie aangeduid met het 'getal 9. Het kracht- signaal 15 wordt toegevoerd aan een combineerschakeling 119 waarvan de uitgang is verbonden met de ingang van een deler 20 die zijn ingangssignaal deelt door de 20 massa M .De uitgang van de deler 20 is verbonden met de 2 ingang van een eerste integrator 21 waarvan de uitgang is verbonden met de ingang van een tweede integrator 22.
De uitgang van de eerste integrator 22 is verbonden met een eerste tegenkoppelschakeling 23 en een 25 tweede tegenkoppelschakeling 24, de uitgangen van welke tegenkoppelschakelingen elk met een inverterende ingang 8006091 -5-
* » I
van de combineerschakeling'119 zijn verbonden. De schakeling 23 representeert de wrijving en bezit daartoe een zodanige overdrachtskarakteristiek, dat bij een positief ingangssignaal van willekeurige grootte een vast positief 5 uitgangssignaal wordt verkregen en bij een negatief ingangssignaal van willekeurige grootte een negatief uitgangssignaal van dezelfde vooraf bepaalde grootte. De tweede tegenkoppelschakeling 24 representeert de viskeuze demping. De uitgang van de tweede integrator 22 is ver-10 bonden met een ingang van een computer 25, waarvan de uitgang met een inverterende ingang met een combineer-schakeling 119 is verbonden. Aaneen uitgang van de computer is „ 19 beschikbaar.
syst.2
Opgemerkt wordt dat de massa in het systeem vol-15 gens fig.4 niet nul mag worden. De randvoorwaarden voor de integratoren 21 en 22 zijn nul gekozen. De demping KD2 die wordt gerepresenteerd door de tweede tegenkoppelschakeling 24 mag wel nul worden.
In het kader van de eerste tegenkoppelschakeling 23 20 is de overdrachtsfunctie weergegeven. Deze overdrachtsfunctie impliceert een oneindig hoge versterkingsfactor.
Als gevolg van de begrenzingen aan de versterkingsfactor vertoont de overdrachtsfunctie afwijkingen van de weergegeven ideaile vorm. Figuur 5 toont een realistisch voor-25 beeld van de overdrachtsfunctie. Het resultaat van deze overdrachtsfunctie 'volgens fig. 5 is7 dat de te simuleren Coulomb- frictie ‘zich binnen het met 25 aangeduide gebied gedraagt als een dempingsterm. Hierbij wordt de aandacht er op gevestigd, dat juist in het gebied rond de waarde 0 30 de subjectieve waarneming van de wrijving dominerend is voor de realistische simulatie.
Een verdere uiterst belangrijke consequentie van de overdrachtsfunctie volgens fig. 5 is, dat de gestabiliseerde eindwaarde van x2 altijd 0 wordt voor F2 = 0.
35 Aan de vergelijkingen (9) tot en met (12) is dus niet te voldoen.
8006091 t · * -6-
- H
: Uit de voorgaande beschrijving van een representatief voorbeeld uit de stand der techniek volgen een aantal beperkingen en gebreken.
Het blijkt met de bekende techniek onmogeljk te 5 zijn, voldoend realistische simulaties te verkrijgen voor zeer kleine krachten rond de waarde 0. Daartoe zou namelijk een oneindig grote versterkingsfactor nodig zijn. In het ge- ', val 'van zeer kleine krachten moet gedacht worden aan de statische stijfheden en wrijvingen.In het geval van zeer I 10 kleine snelheden moet gedacht worden aan dynamische verschijnselen, waaronder onder meer gerekend worden: krachtenverlopen, massa's, demping. Deze moeten voor een subjectief realistisch systeem worden benaderd door een hogere orde dan 2, hetgeen de waarde is waartoe de vluchtsimulator vol-15 gens de stand der techniek beperkt is.
Verder blijkt het bekende systeem niet voldoende in staat tot onderdrukking, bijvoorbeeld door compensatie, van in het systeem gegenereerde storingen. Bijvoorbeeld voor het door tegenkoppeling compenseren van ruis-storingen 20 in de servomotor, bijvoorbeeld een lineaire hydromotor,is een hoge open-lus-versterking nodig, die gemakkelijk. tot instabiliteit aanleiding geeft.
De uitvinding stelt zich ten doel, een vluchtnaboot-ser te bieden die een volmaakt natuurgetrouwe simulatie 25 van alle praktische systemen verschaft en geen beperkingen stelt aan de orde van het te simuleren systeem.
Verder stelt de uitvinding zich ten doel, een vluchtnabootser te verschaffen, die. geen stabiliteitspro-blemen kent, ongeacht de orde van het systeem.
30 Tevens stelt de uitvinding zich ten doel een vluchtnabootser te verschaffen, waarvan de effectieve bandbreedte tenminste gelijk is aan die van de vluchtnabootser volgens de stand der techniek.
Ter bereiking van de bovengenoemde doelstellingen 35 stelt de uitvinding een vluchtnabootser van de In de aan- 8003091 * ' v l -7- hef vermelde type voor, die de bijzonderheid bezit, dat de computer met de versterker is gekoppeld via een de relevante mechanische eigenschappen van het betreffende element weergevend analogon.
5 Bij voorkeur omvat het elektrische analogon: (1) een deler voor het door een met de massa van het element evenredige waarde delen van het ingangssignaal; (2) een met de uitgang van de deler verbonden, eerste integrator; en 10 (3) een met de uitgang van de eerste integrator verbonden tweede integrator, waarvan de uitgang met de ingang van de versterker is gekoppeld.
Tevens kan de uitgang van de deler en/of die van de eerste integrator met de versterker gekoppeld zijn.
15 De vluchtnabootser volgens de uitvinding kan het kenmerk vertonen dat een verschilversterker aanwezig is, waarvan de ene ingang met de positie-elektrisch-signaal-omzetter, de andere ingang met de uitgang van de tweede integrator en de uitgang met een ingang van de ver-20 sterker is gekoppeld.
Een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van de nabootser volgens de uitvinding is gekenmerkt door: (IJ een eerste corobineerschakeling, die met zijn eerste ingang is verbonden met de uitgang van de tweede 25 integrator; (2) een derde : combineerschakeling, waarvan de .ene. ingang is verbonden met de uitqanq van de .eerste combineer-schakeling en de tweede inganq is verbonden met uitgang van de computer; 30 ’ ' (3) een tweede-ordeschakeling, waarvan de ingang is verbonden met de_ uitgang van de derde combineerschakeling en de uitgang is verbonden met de ingang van de computer en een tweede ingang van de eerste combineerschakeling, alsmede een tweede combineerschakeling waarvan de 35 uitgang is verbonden met de ingang van de deler, en een eerste ingang is verbonden met de kracht-elektrisch-signaal- 8006091 .-8- omzetter en een tweede ingang is verbonden met de uitgang • van de eerste combineerschakeiing.
Een zeer natuurgetrouwe nabootsing van de wrijvings-karakteristieken van een te bedienen element wordt 5 verkregen met een vluchtnabootsèr waarvan de tweedé- ordeschakeling een simulatieschakeling omvat, die slechts een uitgangssignaal afgeeft, indien de absolute waarde van het ingangssignaal een voorafgekozen waarde overschrijdt, waarbij het· teken van het uitgangssignaal eenduidig 10 samenhangt met het teken van het ingangssignaal, en de voorafgekozen waarde correspondeert met een statische wrijving. Déze simulatieschakeling kan een van een differentiator voorzien tegenkoppellus vertonen.
Voor het verhogen tot een willekeurige gewenste '.orde 15 van het systeem kan de vluchtnabootsèr volgens de uitvinding zijn gekenmerkt, door een cascadeschakëling van eenheden van het genoemde type, zodanig dat de orde van het systeem gelijk is aan tweemaal het aantal gecasca-deerde eenheden.
20 De beschreven niet-lineariteiten zijn noodzakelijk voor het-natuurgetrouw simuleren van niet-lineaire mechanische .... verschijnselen. Gedacht kan bijvoorbeeld worden aan het overbrengen van een lineaire beweging naar een roterende beweging en omgekeerd of overbrengingen met een schaar-25 of stangenconstructie. De niet-lineaire verschijnselen kunnen worden uitgedrukt door overdrachtsfuncties met i dóde banden, begrenzingen, stapsgewijze overgangen en/of krommingen.
De uitvinding zal nu worden toe^elicht aan de hand 30 van de figuren 6 en 7.
i 8006091 -9-
Fig. 6 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een vierde-orde vluchtnabootser volgens de uitvinding.
De piloot oefent een kracht F uit op de stuurknuppel 1, die via het scharnierpunt 2 en een krachtopnemer 26 is 5 gekoppeld met de zuiger 27 van.de lineaire hydraulische motor 28/ waarvan de servoklep 29 kan worden bestuurd, vanuit de versterker 30. De kracht-elektrisch-signaalom-zetter 26 is via een potentiometer 31 verbonden met een inverterende ingang van de versterker 30. Het zal zonder 10 toelichting duidelijk zijn, dat de beschreven lus een kracht-servolus of kracht-tegenkoppellus vormt. De krachtopnemer 26 geeft een met de gemeten kracht corresponderend signaal 32 af. Hiermee wordt fëeQSrigeerd op statische belastingfouten die bijvoorbeeld het gevolg kunnen 15 zijn van de compressibiliteit van de toegepaste olie. Het signaal 32 wordt tevens toegevoerd aan een blok 132, dat een elektrisch analogon of vervangingsschema van het for-ward-systeem 6 representeert.
Zoals nog meer in detail zal worden besproken, is 20 het analogon 132 verbonden met een analogon 33, dat de eigenschappen van de koppeling 4 weergeeft. Dit analogon 33 is op zijn beurt verbonden met een analogon 34, dat de eigenschappen van het aft-systeem 7 weergeeft. Het is van het grootste belang op te merken, dat het analogon 25 34 kan bestaan uit een met de te simuleren orde van het . aft-systeem corresponderend aantal blokken 35, die elk op zichzelf een tweede-ordesysteem vertegenwoordigen, zoals ------- later aan de hand van figuur 7 zal worden besproken. Aldus kan door cascadering elke gewenste orde van het aft-systeem 30 worden verkregen. Het "onderste" blok 35 van het analogon 34 is verbonden met een computer 36, die dienst doet voor het simuleren van de vluchtomstandigheden.
Met de stuurknuppel 1 is tevens gekoppeld een positie-elektrisch-signaalomzetter 37, waarvan de uitgang via een ver-35 sterker 38 en een potentiometer 39 is verbonden met een ingang •van de versterker 30.
8 0 0 6 0 9 1 ana^°9on ^-32 van het forward-systeem omvat een < -10- L—· *ï deler 40 voor het door een met de gewenste massa van de stuurknuppel 1 evenredige waarde delen van het ingangssignaal, een met de uitgang van de deler 40 ver-. bonden eerste integrator 41 en een met de uitgang van 5 de eerste integrator verbonden tweede integrator 42, waarvan de uitgang via de versterker 38 en de potentiometer 39. met een ingang van de versterker 30 is gekoppeld.
In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld zijn ook de uitgang van de deler 40 en de uitgang van de integrator 10 41 met de ingangen van de versterker 30 gekoppeld en wel via respectievelijke potentiometers 43, 44. Het met 45 aangeduide uitgangssignaal van de versterker 38 correspondeert, zoals naar het voorgaande duidélijk zal zijn, met het verschil tussen de gewenste en de gemeten positie 15 van de stuurknuppel 1. De signalen 46 en 47 die aan respectievelijk de potentiometer 43 en 44 worden toege- -voerd doen dienst voor het stimuleren van een snelle responsie op veranderingen van het systeem.
Het koppelingsanalogon 33 is uitgevoerd als eerste 20 combineerschakeling 48 die met zijn eerste ingang via een niet-lineaire schakeling 63 is verbonden met de uitgang van de tweede integrator 42. Het analogon 132 omvat een tweede combineerschakeling 49 waarvan de uitgang is verbonden met de ingang van de deler 40 en .25 waarvan een.eerste ingang is verbonden met de kracht- 'elektrisch-si'gnaalomzetter 26 en een tweede ingang is verbonden met de uitgang van de eerste combineerschake-ling 48. De uitgang van de eerste combineerschakling 48 is via een met de later te beschrijven schakeling 51 30 corresponderende niet-lineaire simulatieschakèling 56 verbonden met de derde combineerschakeling 50 en, via een door het uitgangssignaal van de tweede integrator bestuurbare tweede niet-linaire schakeling 64, met de tweede combineerschakéling 49.
35 De eenheid 35 omvat een derde combineerschakeling \50, waarvan de ene ingang is gekoppeld met de uitgang 80 0 6 0 9 1 -11- van de eerste combineerschakeling 48 en de tweede ingang is verbonden met de uitgang van de computer 36, alsmede een tweede-ordeschakeling waarvan de ingang 'is verbonden met de uitgang van de derde combineerschakeling 50 en 5 de uitgang is verbonden met een ingang van de computer . en een tweede ingang van de eerste combineerschakeling
De genoemde tweede-ordeschakeling omvat een Simula tie schakeling 51 die slechts een uitgangssignaal afgeeft indieri de absolute waarde van het ingangssignaal 10 een voorafgekozen waarde overschrijdt waarbij hèt teken van het uitgangssignaal eenduidig samenhangt met het teken van het ingangssignaal en de voorafgekozen waarde correspondeert met een statische wrijving. De simulatieschakeling 51 is voorzien van een tegenkóppelketen, Bestaande uit 15 een differentiator 52, een instelbare versterker 53 en een verschilyersterker 54. Met betrekking tot de overdrachtsfunctie van de simulatieschakeling wordt opgemerkt, dat . de. 'dode band en de helling beide afzonderlijk instelbaar zijn. Hierbij correspondeert de dode band met de statische 20 wrijving en de helling met de recipróke van de demping.
De verzwakker 53 dient voor instelling van de massa K2 van hét stuurvlak. De uitgang van de simulatieschakeling 51 is verbonden met de ingang van een integrator· 55, waaryan de uitgang is gekoppeld met de genoemde 25 ingang van de computer en met de genoemde tweede ingang van de eerste combineerschakeling 48.
Het uitgangssignaal van de 'tweede integrator 42 wordt tevens aan een verdere ingang van de computer.36 toegevoerd. Een verdere uitgang van de computer levert 30 Fsyst 2 ~^''r we·^ "via de ingang 61 aan de tweede combineerschakeling 49 wordt toegevoerd.
Vooruitlopend op de Bespreking van fig. 7 wordt nu reeds onder meer met betrekking tot de verbinding tussen de tweede 'integrator 42 en de computer 36” opgemerkt, dat 35 aan de computer in het algemeen diverse "ideale”, dat wil zeggen gewenste of Berekende positiesignalen worden toegevoerd, dus niet vanaf bijvoorbeeld de positie-op-^· 8006091 -12- nemer 37, aangezien die een realistisch, niet-ideaal positiesignaal afgeeft. Ook het signaal 9 aan de uitgang van de integrator 55 is een dergelijk signaal, namelijk de'·.
"positie" van het analogon 34, 35.
5 Van een vierde 'combineerschakeling 65 zijn de 'v_ twee ingangen verbonden met respectievelijk de uitgang van de eerste integrator 41 en de uitgang van de simulatieschake- . ling 51 en is de uitgang verbonden met een ingang van de eerste combineerschakeling 48. De eventueel instelbare 10 versterking van de schakeling 65 representeert de demping van de koppeling.
Aan de uitgang -van de niet-lineaire schakeling 56 is een signaal 57 beschikbaar, dat correspondeert met de kracht F^ = Dit signaal kan men zich vanaf de vertakking 15 58 gesplitst denken in een met F_^ corresponderend signaal 59 en een identiek met F9,. corresponderend signaal '60.
De tweede combineerschakeling 49 is in het onder-havige uitvoeringsvoorbéeld voorzien van een . verdere ingang 61 waaraan dodr de computer 36 een met 20 FSyS+. 2 corresponderend signaal 19 kan worden toegevoerd.
Het signaal 9 aan de uitgang van de integrator 55 correspondeert met ^2* Het signaal 13 aan de uitgang van de computer 36 correspondeert met FSyS^- 2 * Het 9 correspondeert met de positie van het analogon, d.w.z. de 25 gewenste positie van de stuurknuppel.
Figuur 7 toont bij wijze van voorbeeld een cascadering van twee tweede—orde blokken, die te zamen een vierde-orde 'analogon van hét aft-systeem 7 vormen. j
Gezien de uitgebreide Behandeling van het 30 lagere-orde systeem volgens fig. 6 wordt nu volstaan- met een verwijzing naar het voorbeeld volgens fig. 7. Aan de hand daarvan zal het duidelijk zijn, hoe een verdere verhoging van de orde van het systeem kan worden bereikt.
Opgemerkt wordt, dat de verschillende eenheden vol-35 gens figuur 7 met dezelfde verwijzingsgetallen zijn aangeduid als in fig. 6. Bedoeld is hiermee, dat 8 0 0 6 0 9 1 4 -13- eenheden met eenzelfde verwijzing zich elektrisch gelijk gedragen; wel kunnen verschillen in instelling bestaan, bijvoorbeeld versterkingsfactoren, dode banden, deelverhou-ding.
5 Met nadruk wordt erop gewezen, dat de vluchtnabootser volgens de uitvinding voldoet aan alle in het voorgaande weergegeven vergelijkingen, inclusief die, welke de Coulombwrijving uitdrukken.Aldus verschaft de uitvinding een volmaakt natuurgetrouwe simulatie van alle relevante 10 mechanische systeemeigenschappen, mèt inbegrip van.de wrijving, en wel voor elke gewenste orde van het te simuleren systeem.
8006091
Claims (14)
1. Vluchtnabootser, omvattende: (1). tenminste één element/ waarvan de stand tijdens de vlucht kan veranderen/ zoals een bedieningsorgaan/ bijvoorbeeld een stuurknuppel, waarmee een stuwvlak gekoppeld is; 5 (2) een met het of elk element gekoppeld/ bijbe horend programmeerbaar servomiddel/ omvattende: (a) een versterker; (b) een met de uitgang daarvan gekoppelde servomotor; (c) een tussen de servomotor en het element aangebrachte 10 kracht-elektrisch-signaalomzetter/ waarvan de uit gang is gekoppeld met een eerste ingang van de versterker; (d) een aan het element aangebrachte positie-elektrisch-signaalomzetter, waarvan de uitgang is gekoppeld met 15 een tweede ingang van de versterker; en (e) een computer, die op grond van de vluchtomstandig-heden en de relevante eigenschappen van het of elk element een bij de toestand van dat element behorende kracht berekent en een daarmee overeenkomend signaal 20 aan de versterker toevoert; met hef kenmerk/ dat de computer met de versterker is gekoppeld via een de relevante mechanische eigenschappen van het betreffende element weergevend elektrisch analogon.
2. Vluchtnabootser volgens conclusie 1/ met het 25 kenmerk/ dat het elektrische analogon. omvat: (1) een deler voor het door een met de gewenste massa van het element evenredige waarde delen van het ingangssignaal; (2) een met de uitgang van de deler verbonden eerste integrator; en 30 (3) een met de uitgang van de eerste integrator verbonden tweede integrator, waarvan de uitgang met de ingang van de versterker is gekoppeld.
3. Vluchtnabootser volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de uitgang van de deler met de versterker gekop- 35 peld is. 3 0 0 6 0 9 1 -15- ff
4. Vluchtnabootser volgens conclusie 2, met het kenmerk/ dat de uitgang van de eerste integrator met de versterker gekoppeld is.
5. Vluchtnabootser volgens één der·conclusies 2-4# 5 gekenmerkt door een verschilversterker, waarvan de ene ingang met de positie-elektrisch-signaalomzetter, de andere ingang met de uitgang van de tweede integrator en de uitgang met een ingang van de versterker is gekoppeld.
6. Vluchtnabootser volgens één der conclusies 2-5, 10 gekenmerkt door tenminste één eenheid, die omvat; (11 een eerste combineerschakeling, die met zijn eerste ingang is verbonden met de uitgang van de tweede integrator; . (21 een derde combineerschakeling, waarvan de ene 15 ingang is verbonden' met de uitgang van de eerste combineerschakeling en de tweede ingang is verbonden met uitgang van de computer; (3) een twee'de-ordeschakeling, waarvan de ingang is verbonden met de uitgang van de derde combineerschakeling 20 en de uitgang is -verbonden met een ingang van de computer en een tweede ingang van de eerste combineerschakeling, alsmede een tweede combineerschakeling waarvan de uitgang is verbonden met de ingang van de deler, en een eerste ingang is verbonden met de kracht-elektrisch-signaal-25 omzetter en een tweede ingang is verbonden met de uitgang van de eerste combineerschakeling.
7. Vluchtnabootser volgens conclusie 6, met het kenmerk., dat de 'uitgang van de eerste combineerschakeling is gekoppeld met de genoemde ingang van de tweede combineer- 30 schakeling via een variabel neit-lineair element met eeh stuuringang die 'is gekoppeld met tenminste een van de ingangen van de eerste combineerschakeling. 8006091 “16- _ - - —*· - V—·"
8. Vluchtnabootser volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk^ dat de uitgang van de tweede integrator is gekoppeld met de ingang van de eerste combineerschakeling 5 via een niet-lineair element.
9. Vluchtnabootser volgens conclusie 6, 7, of 8, met het kenmerk, dat de eerste combineerschakeling een niet-lineair element omvat.
10. Vluchtnabootser volgens één der conclusies 10 6-9/ gekenmerkt door een vierde combineerschakeling met instelbare versterkingsfactor/ waarvan de ene ingang is gekoppeld met de uitgang van de eerste integrator/ de tweede ingang is gekoppeld met de uitgang van de simulatie-schakeling en de uitgang is gekoppeld met een ingang 15 van de eerste combineerschakeling.
11. Vluchtnabootser volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de tweede-ordeschakeling een simulatieschake-ling met eventueel instelbare versterkingsfactor omvat, die slechts een uitgangssignaal afgeeft, indien de absolute 20 waarde van het ingangssignaal een voorafgekozen waarde overschrijdt, waarbij het teken van het uitgangssignaal eenduidig samenhangt met het teken van het ingangssignaal, en de voorafgekozen waarde correspondeert met een statische wrijving.
12. Vluchtnabootser volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de simulatieschakeling is voorzien van een tegenkoppellus, die bestaat uit een serieschakeling van een differentiator en een eventueel regelbare versterker.
13. Vluchtnabootser, volgens conclusie 11 of 12, 20 ,gekenmerkt door een integrator, die roet zijn ingang is gekoppeld met de uitgang van de simulatieschakeling en met zijn uitgang is gekoppeld met de genoemde ingang van de computer en de genoemde tweede ingang van de combineerschakeling,
14. Vluchtnabootser volgens één der conclusie 6-13, gekenmerkt door een cascadeschakeling van eenheden van het genoemde type, zodanig dat de orde van het systeem gelijk is aan ten hoogste tweemaal het aantal gecasca-deerde eenheden. 8006091
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8006091A NL8006091A (nl) | 1980-11-07 | 1980-11-07 | Vluchtnabootser. |
US06/271,220 US4398889A (en) | 1980-11-07 | 1981-06-08 | Flight simulator |
CA000380950A CA1186052A (en) | 1980-11-07 | 1981-06-30 | Flight simulator |
EP81201235A EP0051896B1 (en) | 1980-11-07 | 1981-10-30 | Flight simulator |
DE8181201235T DE3172543D1 (en) | 1980-11-07 | 1981-10-30 | Flight simulator |
ES506923A ES506923A0 (es) | 1980-11-07 | 1981-11-06 | Un simulador de vuelo perfeccionado. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8006091 | 1980-11-07 | ||
NL8006091A NL8006091A (nl) | 1980-11-07 | 1980-11-07 | Vluchtnabootser. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8006091A true NL8006091A (nl) | 1982-06-01 |
Family
ID=19836127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8006091A NL8006091A (nl) | 1980-11-07 | 1980-11-07 | Vluchtnabootser. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4398889A (nl) |
EP (1) | EP0051896B1 (nl) |
CA (1) | CA1186052A (nl) |
DE (1) | DE3172543D1 (nl) |
ES (1) | ES506923A0 (nl) |
NL (1) | NL8006091A (nl) |
Families Citing this family (78)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4504233A (en) * | 1982-12-20 | 1985-03-12 | The Singer Company | High performance control loading system for manually-operable controls in a vehicle simulator |
US4632341A (en) * | 1985-02-06 | 1986-12-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Stabilizing force feedback in bio-actuated control systems |
FR2580101A1 (en) * | 1985-04-09 | 1986-10-10 | Thomson Csf | Force restoring system with electric torque motor |
NL8501271A (nl) * | 1985-05-03 | 1986-12-01 | Fokker Bv | Hybride vluchtsimulator. |
NL8503096A (nl) * | 1985-11-11 | 1987-06-01 | Fokker Bv | Simulator van mechanische eigenschappen van een besturingssysteem. |
US4861269A (en) * | 1988-03-30 | 1989-08-29 | Grumman Aerospace Corporation | Sidestick flight control simulator |
US5009598A (en) * | 1988-11-23 | 1991-04-23 | Bennington Thomas E | Flight simulator apparatus using an inoperative aircraft |
US5044956A (en) * | 1989-01-12 | 1991-09-03 | Atari Games Corporation | Control device such as a steering wheel for video vehicle simulator with realistic feedback forces |
US5209661A (en) * | 1990-10-29 | 1993-05-11 | Systems Control Technology, Inc. | Motor control desired dynamic load of a simulating system and method |
US5889670A (en) | 1991-10-24 | 1999-03-30 | Immersion Corporation | Method and apparatus for tactilely responsive user interface |
US5366375A (en) * | 1992-05-11 | 1994-11-22 | Sarnicola John F | Motion simulator |
US5790108A (en) | 1992-10-23 | 1998-08-04 | University Of British Columbia | Controller |
US5370535A (en) * | 1992-11-16 | 1994-12-06 | Cae-Link Corporation | Apparatus and method for primary control loading for vehicle simulation |
US5629594A (en) * | 1992-12-02 | 1997-05-13 | Cybernet Systems Corporation | Force feedback system |
US5721566A (en) | 1995-01-18 | 1998-02-24 | Immersion Human Interface Corp. | Method and apparatus for providing damping force feedback |
US5734373A (en) | 1993-07-16 | 1998-03-31 | Immersion Human Interface Corporation | Method and apparatus for controlling force feedback interface systems utilizing a host computer |
US5731804A (en) | 1995-01-18 | 1998-03-24 | Immersion Human Interface Corp. | Method and apparatus for providing high bandwidth, low noise mechanical I/O for computer systems |
US5739811A (en) * | 1993-07-16 | 1998-04-14 | Immersion Human Interface Corporation | Method and apparatus for controlling human-computer interface systems providing force feedback |
CA2167304C (en) | 1993-07-16 | 1998-04-21 | Louis B. Rosenberg | Multi degree of freedom human-computer interface with tracking and forcefeedback |
US5805140A (en) * | 1993-07-16 | 1998-09-08 | Immersion Corporation | High bandwidth force feedback interface using voice coils and flexures |
WO1995020787A1 (en) * | 1994-01-27 | 1995-08-03 | Exos, Inc. | Multimode feedback display technology |
US6004134A (en) * | 1994-05-19 | 1999-12-21 | Exos, Inc. | Interactive simulation including force feedback |
US5821920A (en) | 1994-07-14 | 1998-10-13 | Immersion Human Interface Corporation | Control input device for interfacing an elongated flexible object with a computer system |
US5623582A (en) | 1994-07-14 | 1997-04-22 | Immersion Human Interface Corporation | Computer interface or control input device for laparoscopic surgical instrument and other elongated mechanical objects |
US5642469A (en) | 1994-11-03 | 1997-06-24 | University Of Washington | Direct-drive manipulator for pen-based force display |
US5666138A (en) | 1994-11-22 | 1997-09-09 | Culver; Craig F. | Interface control |
US6850222B1 (en) | 1995-01-18 | 2005-02-01 | Immersion Corporation | Passive force feedback for computer interface devices |
US5691898A (en) | 1995-09-27 | 1997-11-25 | Immersion Human Interface Corp. | Safe and low cost computer peripherals with force feedback for consumer applications |
US6166723A (en) * | 1995-11-17 | 2000-12-26 | Immersion Corporation | Mouse interface device providing force feedback |
US7113166B1 (en) | 1995-06-09 | 2006-09-26 | Immersion Corporation | Force feedback devices using fluid braking |
US5959613A (en) | 1995-12-01 | 1999-09-28 | Immersion Corporation | Method and apparatus for shaping force signals for a force feedback device |
US5999168A (en) * | 1995-09-27 | 1999-12-07 | Immersion Corporation | Haptic accelerator for force feedback computer peripherals |
US6100874A (en) | 1995-11-17 | 2000-08-08 | Immersion Corporation | Force feedback mouse interface |
US6704001B1 (en) | 1995-11-17 | 2004-03-09 | Immersion Corporation | Force feedback device including actuator with moving magnet |
US6639581B1 (en) | 1995-11-17 | 2003-10-28 | Immersion Corporation | Flexure mechanism for interface device |
AU1328597A (en) | 1995-11-30 | 1997-06-19 | Virtual Technologies, Inc. | Tactile feedback man-machine interface device |
US6147674A (en) | 1995-12-01 | 2000-11-14 | Immersion Corporation | Method and apparatus for designing force sensations in force feedback computer applications |
US8508469B1 (en) | 1995-12-01 | 2013-08-13 | Immersion Corporation | Networked applications including haptic feedback |
US6028593A (en) | 1995-12-01 | 2000-02-22 | Immersion Corporation | Method and apparatus for providing simulated physical interactions within computer generated environments |
US7027032B2 (en) | 1995-12-01 | 2006-04-11 | Immersion Corporation | Designing force sensations for force feedback computer applications |
US6219032B1 (en) | 1995-12-01 | 2001-04-17 | Immersion Corporation | Method for providing force feedback to a user of an interface device based on interactions of a controlled cursor with graphical elements in a graphical user interface |
US6859819B1 (en) | 1995-12-13 | 2005-02-22 | Immersion Corporation | Force feedback enabled over a computer network |
US6078308A (en) * | 1995-12-13 | 2000-06-20 | Immersion Corporation | Graphical click surfaces for force feedback applications to provide user selection using cursor interaction with a trigger position within a boundary of a graphical object |
US6050718A (en) * | 1996-03-28 | 2000-04-18 | Immersion Corporation | Method and apparatus for providing high bandwidth force feedback with improved actuator feel |
US6024576A (en) * | 1996-09-06 | 2000-02-15 | Immersion Corporation | Hemispherical, high bandwidth mechanical interface for computer systems |
US6411276B1 (en) | 1996-11-13 | 2002-06-25 | Immersion Corporation | Hybrid control of haptic feedback for host computer and interface device |
WO1998033136A1 (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-30 | Immersion Human Interface Corporation | Method and apparatus for providing high bandwidth, realistic force feedback including an improved actuator |
US6020876A (en) * | 1997-04-14 | 2000-02-01 | Immersion Corporation | Force feedback interface with selective disturbance filter |
US6252579B1 (en) | 1997-08-23 | 2001-06-26 | Immersion Corporation | Interface device and method for providing enhanced cursor control with force feedback |
US6292174B1 (en) * | 1997-08-23 | 2001-09-18 | Immersion Corporation | Enhanced cursor control using limited-workspace force feedback devices |
US6104382A (en) | 1997-10-31 | 2000-08-15 | Immersion Corporation | Force feedback transmission mechanisms |
US6020875A (en) * | 1997-10-31 | 2000-02-01 | Immersion Corporation | High fidelity mechanical transmission system and interface device |
US6281651B1 (en) | 1997-11-03 | 2001-08-28 | Immersion Corporation | Haptic pointing devices |
US6067077A (en) * | 1998-04-10 | 2000-05-23 | Immersion Corporation | Position sensing for force feedback devices |
US6429846B2 (en) | 1998-06-23 | 2002-08-06 | Immersion Corporation | Haptic feedback for touchpads and other touch controls |
US6184868B1 (en) | 1998-09-17 | 2001-02-06 | Immersion Corp. | Haptic feedback control devices |
US6762745B1 (en) | 1999-05-10 | 2004-07-13 | Immersion Corporation | Actuator control providing linear and continuous force output |
US6903721B2 (en) * | 1999-05-11 | 2005-06-07 | Immersion Corporation | Method and apparatus for compensating for position slip in interface devices |
US6822635B2 (en) | 2000-01-19 | 2004-11-23 | Immersion Corporation | Haptic interface for laptop computers and other portable devices |
GB0013501D0 (en) | 2000-06-02 | 2000-07-26 | Unilever Plc | Detergent compositions |
IL143255A (en) | 2001-05-20 | 2015-09-24 | Simbionix Ltd | Endoscopic ultrasonography simulation |
US6904823B2 (en) | 2002-04-03 | 2005-06-14 | Immersion Corporation | Haptic shifting devices |
US6748604B2 (en) * | 2002-05-30 | 2004-06-15 | Finger Fitting Products, Inc. | Glove massager |
US8059088B2 (en) | 2002-12-08 | 2011-11-15 | Immersion Corporation | Methods and systems for providing haptic messaging to handheld communication devices |
US8803795B2 (en) | 2002-12-08 | 2014-08-12 | Immersion Corporation | Haptic communication devices |
US8830161B2 (en) | 2002-12-08 | 2014-09-09 | Immersion Corporation | Methods and systems for providing a virtual touch haptic effect to handheld communication devices |
US7850456B2 (en) | 2003-07-15 | 2010-12-14 | Simbionix Ltd. | Surgical simulation device, system and method |
CA2581587C (en) * | 2004-09-29 | 2015-02-03 | Northwestern University | System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis |
US8545323B2 (en) * | 2006-06-30 | 2013-10-01 | Logitech Europe S.A. | Video game controller with compact and efficient force feedback mechanism |
US8543338B2 (en) | 2007-01-16 | 2013-09-24 | Simbionix Ltd. | System and method for performing computerized simulations for image-guided procedures using a patient specific model |
CN101627411B (zh) | 2007-01-16 | 2014-03-19 | 西姆博尼克斯有限公司 | 用于执行模拟的图像导引医疗过程的设备和方法 |
US8690575B1 (en) | 2008-11-03 | 2014-04-08 | ACME Worldwide Enterprises, Inc. | Apparatus and method for a weapon simulator |
US8716973B1 (en) | 2011-02-28 | 2014-05-06 | Moog Inc. | Haptic user interface |
US9582178B2 (en) | 2011-11-07 | 2017-02-28 | Immersion Corporation | Systems and methods for multi-pressure interaction on touch-sensitive surfaces |
FR3004680B1 (fr) * | 2013-04-23 | 2016-02-26 | France Reducteurs | Dispositif de commande de la vitesse d'un engin a propulsion electrique et engin correspondant |
US10216523B2 (en) | 2015-07-17 | 2019-02-26 | General Electric Company | Systems and methods for implementing control logic |
GB201707473D0 (en) | 2017-05-10 | 2017-06-21 | Moog Bv | Optimal control of coupled admittance controllers |
EP3739559B1 (en) * | 2019-05-13 | 2024-03-20 | Ratier-Figeac SAS | Cockpit controls simulation |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3063160A (en) * | 1959-01-19 | 1962-11-13 | Gen Precision Inc | System for simulating the effects of auto-pilot inputs to the control column of an aircraft |
GB958325A (en) * | 1962-07-08 | 1964-05-21 | Communications Patents Ltd | Improvements in or relating to ground-based flight training or simulating apparatus |
US3463866A (en) * | 1964-06-18 | 1969-08-26 | Singer General Precision | Flight simulator control loading system |
US3496651A (en) * | 1967-07-27 | 1970-02-24 | Us Navy | Variable force servo-system for control loading |
FR2178495A5 (nl) * | 1972-06-30 | 1973-11-09 | Materiel Telephonique | |
US4168045A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-18 | United Technologies Corporation | Speed and collective pitch bias of helicopter longitudinal cyclic pitch |
US4228386A (en) * | 1978-06-02 | 1980-10-14 | Sperry Corporation | Aircraft servoactuator apparatus |
US4236325A (en) * | 1978-12-26 | 1980-12-02 | The Singer Company | Simulator control loading inertia compensator |
-
1980
- 1980-11-07 NL NL8006091A patent/NL8006091A/nl not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-06-08 US US06/271,220 patent/US4398889A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-06-30 CA CA000380950A patent/CA1186052A/en not_active Expired
- 1981-10-30 DE DE8181201235T patent/DE3172543D1/de not_active Expired
- 1981-10-30 EP EP81201235A patent/EP0051896B1/en not_active Expired
- 1981-11-06 ES ES506923A patent/ES506923A0/es active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4398889A (en) | 1983-08-16 |
DE3172543D1 (en) | 1985-11-07 |
ES8300215A1 (es) | 1982-10-01 |
CA1186052A (en) | 1985-04-23 |
ES506923A0 (es) | 1982-10-01 |
EP0051896A1 (en) | 1982-05-19 |
EP0051896B1 (en) | 1985-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8006091A (nl) | Vluchtnabootser. | |
NL8503096A (nl) | Simulator van mechanische eigenschappen van een besturingssysteem. | |
Wass et al. | Introduction to Electronic Analogue Computers: International Series of Monographs in Electronics and Instrumentation | |
US3220121A (en) | Ground-based flight training or simulating apparatus | |
DE4226749C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung das Fahrverhalten charakterisierender Größen | |
US4227319A (en) | Flight-control electro-hydraulic simulator | |
ATE238582T1 (de) | Interaktives simulationssystem mit kraftrückkopplungeingabevorrichtung | |
EP0254465B1 (en) | Servo simulator | |
US2930144A (en) | Grounded aircraft trainer | |
Funes et al. | Resolving non-homogeneous linear differential equations using the undetermined method coefficients and variation of parameters by means of GeoGebra | |
US4268979A (en) | Method and apparatus to extend the bandwidth of buffeting in flight simulators | |
US3031775A (en) | Flight simulator | |
Angkeaw et al. | Design and Implementation of FPAA based LQR Controller for Magnetic Levitation Control System | |
Lintern et al. | Transfer for flight simulation | |
NL8501271A (nl) | Hybride vluchtsimulator. | |
DE948029C (de) | Geraet zur Belastung von nachgebildeten Flugzeugsteuerungen in Fluguebungsgeraeten | |
Goyal et al. | Implementation of current mode integrator for fractional orders n/3 | |
SU775663A1 (ru) | Механическа модель в зкоупругого тела | |
US3023516A (en) | Control force simulation | |
CN104360606A (zh) | 一种耦合混沌系统减振控制系统及方法 | |
SU1417023A1 (ru) | Имитатор загрузки органа управлени тренажера транспортного средства | |
Howe | Fundamentals of the analog computer: circuits, technology, and simulation | |
Holst | A note of history | |
EP1247112A1 (de) | Schaltungsanordnung zur simulation der eingangs- oder ausgangslast einer analogschaltung | |
SU1476499A1 (ru) | Устройство дл моделировани колебательного звена |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |