一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，该方法通过建立系统中所有参与转动的零件三维模型，求出系统刚度，求出当量质量，最后建立有阻尼震荡的数学模型的方法计算阻尼器输出摇臂的阻尼系数。该方法建立了有阻尼振荡的数学模型，提出了一种计算阻尼比的方法。该计算方法能够更好地进行飞行员操纵装置的人感特性设计。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法
本专利技术属于机械
，用于对飞行员操纵装置中阻尼比进行计算。
技术介绍
随着飞机操纵系统的不断发展，为提高飞机操纵品质和飞行质量，人感特性成为飞行员操纵装置的重点研究方向。为了防止飞行员过快操纵以及模拟机械操纵系统中铰链的摩擦力矩，飞行员操纵装置中加入了阻尼器。对于飞行员操纵装置的阻尼特性，目前国内外还没有一个系统的学科对其进行研究，以往对阻尼力的研究成果也难以满足目前飞行员操纵装置对人感特性的要求，对飞行员操纵装置开展专项研究显得尤为必要。
技术实现思路
专利技术目的为了更准确的计算飞行员操纵装置的阻尼比，本专利技术建立了有阻尼振荡的数学模型，并提出了一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法。专利技术技术解决方案一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，包括如下步骤：步骤1：建立需计算阻尼比的系统中所有参与转动的零件的三维模型；步骤2：求出系统刚度，系统刚度就是系统中整个传动系统的刚度，将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F1，启动力F0，和操纵行程L作为输入，即可计算出系统刚度：步骤3，求出系统的当量质量m：测量出系统绕垂直于地面向上方向的转动惯量，并测量转动惯量和脚蹬T点距离旋转中心的距离，脚蹬T点为脚蹬的操纵施力点，通过如下公式即可得出脚蹬T点的当量质量m：步骤4，对系统建立有阻尼震荡的数学模型。优选的，步骤1采用三维建模软件CATIA进行三维模型创建。优选的，步骤3使用三维建模软件CATIA进行测量。优选的，该方法适用于飞行员操纵装置中飞机驾驶杆和脚蹬的有阻尼震荡的数学模型建立。优选的，对于脚蹬，步骤1中参与转动的零件包括脚蹬板、摇臂、转轴、连杆。优选的，对于脚蹬，步骤4的计算过程如下：脚蹬运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：脚蹬T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：脚蹬旋转中心；A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有TD＝cAωAR1R1＝cBωBR2R2式中，cA为A点的阻尼系数，ωA为A点的角速度，R1为A点到旋转中心的距离，cB为B点的阻尼系数，ωB为B点的角速度，R2为B点到旋转中心的距离；B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知F3＝cBωBR2＝cCωCR3式中，cc为C点的阻尼系数，ωc为C点的角速度，R3为C点到旋转中心的距离；B点与C点的线速度相同，可知V＝ωBR2＝ωCR3A点与B点绕同一旋转中心转动，角速度相同，可知ωA＝ωB将式中的cC进行换算，可得根据公式式中ζ为阻尼比，c为阻尼系数，m为当量质量，k为系统刚度可得出A点的阻尼系数则可得出，有阻尼震荡的数学模型为优选的，对于驾驶杆，步骤1中参与转动的零件包括手柄、摇臂、连杆。优选的，对于驾驶杆，步骤4的计算过程如下：驾驶杆运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：手柄T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：驾驶杆旋转中心；A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有TD＝cAωAR1R1＝cBωBR2R2式中，cA为A点的阻尼系数，ωA为A点的角速度，R1为A点到旋转中心的距离，cB为B点的阻尼系数，ωB为B点的角速度，R2为B点到旋转中心的距离；B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知F3＝cBωBR2＝cCωCR3式中，cc为C点的阻尼系数，ωc为C点的角速度，R3为C点到旋转中心的距离B点与C点的线速度相同，可知V＝ωBR2＝ωCR3A点与B点绕同一旋转中心转动，角速度相同，可知ωA＝ωB将式中的cC进行换算，可得根据公式式中ζ为阻尼比，c为阻尼系数，m为当量质量，k为系统刚度可得出则可得出，有阻尼震荡的数学模型为本专利技术的优点本专利技术的优点在于：建立了有阻尼振荡的数学模型，提出了一种计算阻尼比的方法。该计算方法能够更好地进行飞行员操纵装置的人感特性设计。附图说明图1为脚蹬运动原理图。图2为驾驶杆运动原理图。图中：1-脚蹬T点、A点，2-脚蹬旋转中心、D点，3-载荷机构，4-B点，5-C点，6-阻尼器，7-手柄T点、A点，8-驾驶杆旋转中心、D点，9-载荷机构，10-B点，11-C点，12-阻尼器。具体实施方式实施例1：以脚蹬为例，当飞行员蹬踏脚蹬板时，脚蹬板绕脚蹬中央的旋转中心转动，形成平行四连杆结构，脚蹬旋转中心左侧摇臂与阻尼器摇臂连接，脚蹬旋转中心右侧摇臂与载荷机构连接。阻尼器摇臂绕着阻尼器旋转运动，载荷机构进行伸缩直线运动。步骤1，建立脚蹬的三维模型，使用三维建模软件CATIA进行创建，建立脚蹬中所有参与转动的零件三维模型，包括脚蹬板、摇臂、转轴、连杆等零部件。步骤2，需要求出系统刚度。系统刚度就是脚蹬的整个传动系统的刚度，可将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F1，启动力F0，和操纵行程L作为输入，即可计算出系统刚度。步骤3，求出当量质量m。使用CATIA的惯性矩测量功能可以三维模型上测量出脚蹬绕Z轴(垂直于地面向上方向)的转动惯量，以转动惯量和脚蹬T点距离旋转中心的距离为输入，即可得出脚蹬T点的当量质量m。步骤4，建立有阻尼震荡的数学模型。脚蹬运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：脚蹬T点，B点：脚蹬旋转中心，C点：旋转中心左侧摇臂，D点：阻尼器摇臂。A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有TD＝cAωAR1R1＝cBωBR2R2B点与C点在同一根连杆上，两端的力相同，可知F3＝cBωBR2＝cCωCR3B点与C点的线速度相同，可知V＝ωBR2＝ωCR3A点与B点绕同一旋转中心转动，角速度相同，可知ωA＝ωB将上式中的cC进行换算，可得根据公式可得出则可得出，有阻尼震荡的数学模型为利用有阻尼震荡的数学模型即可计算出对脚蹬的阻尼器输出摇臂的阻尼系数。实施例2：以驾驶杆为例，当飞行员操纵驾驶杆时，驾驶杆绕手柄下方的旋转中心转动，手柄下方旋转中心左侧摇臂与阻尼器摇臂连接，驾驶杆旋转中心右侧摇臂与载荷机构连接。阻尼器摇臂绕着阻尼器旋转运动，载荷机构进行伸缩直线运动。步骤1，建立驾驶杆的三维模型，使用三维建模软件CATIA进行创建，建立驾驶杆中所有参与转动的零件三维模型，包括手柄、摇臂、连杆等零部件。步骤2，需要求出系统(如何定义)刚度。系统刚度就是驾驶杆的整个传动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立需计算阻尼比的系统中所有参与转动的零件的三维模型；/n步骤2：求出系统刚度，系统刚度就是系统中整个传动系统的刚度，将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F

【技术特征摘要】
1.一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立需计算阻尼比的系统中所有参与转动的零件的三维模型；
步骤2：求出系统刚度，系统刚度就是系统中整个传动系统的刚度，将整个传动系统看作一个线性弹性体，以胡克定律进行计算，以最大操纵力F1，启动力F0，和操纵行程L作为输入，即可计算出系统刚度：



步骤3，求出系统的当量质量m：测量出系统绕垂直于地面向上方向的转动惯量，并测量转动惯量和脚蹬T点距离旋转中心的距离，脚蹬T点为脚蹬的操纵施力点，通过如下公式即可得出脚蹬T点的当量质量m：



步骤4，对系统建立有阻尼震荡的数学模型。


2.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，步骤1采用三维建模软件CATIA进行三维模型创建。


3.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，步骤3使用三维建模软件CATIA进行测量。


4.如权利要求1所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，该方法适用于飞行员操纵装置中飞机驾驶杆和脚蹬的有阻尼震荡的数学模型建立。


5.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于脚蹬，步骤1中参与转动的零件包括脚蹬板、摇臂、转轴、连杆。


6.如权利要求4所述的一种飞行员操纵装置中阻尼比的计算方法，其特征在于，对于脚蹬，步骤4的计算过程如下：
脚蹬运动过程中，与阻尼相关的4个环节分别是A点：脚蹬T点，B点：旋转中心左侧摇臂，C点：阻尼器摇臂，D点：脚蹬旋转中心；
A点与B点相对于旋转中心D点的力矩相同，则有
TD＝cAωAR1R1-cBωBR2R2
式中，cA为A点的阻尼系数，ωA为A点的角速度，R1为A点到旋转中心的距离，cB为B点的阻尼系数，ωB为B点的角速度，R2为B点到旋转中心的距离；
B点与C点在同一根连杆上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑禹，张科胜，李康武，李刚，罗明锋，蔡培，郭军，张其军，李立超，李振伟，靳金髋，王晶晶，
申请(专利权)人：贵州华烽电器有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52