飞行模拟器经典洗出算法分析与改进

朱道扬 段少丽

(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

飞行模拟器的运动平台通常选择性能较理想的六自由度液压平台[1]，然而飞行模拟器的运动空间会受到六自由度液压平台的限制，严重影响飞行模拟器有效复现飞机的真实飞行特性。针对这种情况，研究人员先后提出三种比较成熟的洗出(体感)算法：经典洗出算法[2]、最优控制洗出算法[3]、自适应洗出算法[4]，此外还有众多围绕这三类算法的改进算法[5-6]，其目的是克服运动洗出过程中的问题。国外对洗出算法的改进先后在美国NASA埃姆斯研究中心的运动基模拟器VMS和荷兰代尔夫特理工大学的固定基模拟器SRS 上进行了试验[7]，取得了较好的试验效果。

其中经典洗出算法以其结构简单、执行速度和反馈速度迅速、参数调节容易等优点而被国内外研究及人员所热衷。然而该算法也存在不足，首先是高通平移通道和倾斜协调通道存在耦合现象，倾斜协调通道直接采用低通滤波，虽然可以有效模拟持续加速度的特性，但是也造成了虚假暗示的发生[8]，进而影响飞行模拟器洗出的动感逼真度。郭盛等增加高频低通滤波器和极值限制环节有效解决了算法的稳定性和可靠性[9]，但是无法解决高频以下信号的丢失问题；其次，倾斜协调原理是用重力加速度模拟持续加速度，必然不能使人体感觉到运动平台的角速度，所以倾斜协调通道中的角速度限幅将会严重削弱模拟持续加速度的特性[10]，导致飞行模拟器的动感逼真度进一步下降。……