飞机力提示智能侧杆控制器设计方法

许舒婷，谭文倩, 2,*，屈香菊

1. 北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191

2. 北京航空航天大学 江西研究院，南昌 330000

操纵杆作为飞机与驾驶员的人机交互界面，在飞行控制系统中起着至关重要的作用[1-3]。在早期机械操纵系统中，传统操纵杆/轮通过机械装置连接直接到控制面上[4-5]，驾驶员通过施加在操纵杆的力来调节控制面的偏转。随着电传操纵技术的发展，飞机的操纵杆可以不用通过传统的机械装置与控制面连接，在此基础上发展的侧杆操纵成为具有竞争力的操纵方式[6-7]，与传统的操纵杆/轮相比，侧杆操纵系统具有杆力轻，重量小，结构简单，并能改善视野等优点；同时也带来了不利的影响，由于电传操纵飞机的杆力采用无回力操纵，飞机气动舵面的铰链力矩不传到驾驶杆，切断了驾驶员与飞机控制面之间的机械连接，驾驶员不能直观感受到飞机的飞行状态信息，容易引发人机不良耦合问题。由此提出了主动侧杆的概念[8-11]，主动侧杆在每个运动轴上都有伺服舵机，通过与飞机状态信息相关的电信号控制人感系统特性，能够将飞机状态信息以触觉反馈给驾驶员，如抖杆/振杆、杆中立位置变化、软停止、硬停止等，驾驶员通过主动侧杆可以获得一定的飞机飞行状态信息，从而提高驾驶员的情景意识，改善飞行品质。

自2009年，美国Systems Technology Inc.的Klyde和Mcruer提出了智能侧杆(Smart-Cue/Gain system)的概念[12]，近年来，智能侧杆技术受到了人们的关注[13-18]。2017年，在美国国家航空航天局(NASA)航……