飞行模拟器运动平台洗出算法的优化研究
本文关键词: 飞行模拟器 洗出算法 逼真度 仿真 运动平台 遗传算法 出处:《中国民航大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:飞行模拟器是航空业的一种重要设备,在航空业科研和培训中起着重要作用,然而国内生产的飞行模拟器主要缺点表现为模拟逼真度不高和系统的可靠性不好,洗出算法是模拟器在有限的运动行程内提供无限动感的关键算法,计算结果的逼真程度直接影响着模拟器的性能,对洗出算法的优化研究是提高模拟器逼真度的一种重要方法。论文以六自由度平台作为洗出算法的运动部件,分析对比了三种常用洗出算法在模拟逼真度、计算速度、参数类型等方面的特点,选择经典洗出算法作为优化对象。在对影响飞行模拟器逼真度的因素分析后,发现滤波器的参数对算法的结果影响较大,因此以人体感觉误差建立目标函数,采用遗传算法理论对经典洗出算法中滤波器的参数进行优化,优化过程利用了MATLAB的遗传算法与直接搜索工具箱,设定优化条件后快速地计算出优化结果。为了进一步深入优化,最后对人体的感知机理进行研究分析,提出了一种新的洗出算法结构并在MATLAB中SIMULINK仿真模块进行仿真实验,通过仿真实验结果可以看出,新的洗出算法在不改变平滑处模拟效果的前提下,大大减小了波峰和波谷处的位移行程,提高了六自由度运动平台的运动范围,改进前后洗出算法的人体感觉曲线表明新的洗出算法提高了运动平台的模拟逼真度,经过多种信号输入对比,验证了新算法的可行性,为以后改善飞行模拟器的逼真度积累经验。
[Abstract]:Flight simulator is an important equipment in aviation industry, which plays an important role in aviation research and training. However, the main shortcomings of domestic flight simulator are the low fidelity of simulation and the poor reliability of the system. Wash out algorithm is the key algorithm for the simulator to provide infinite motion in the limited travel. The degree of fidelity of the calculation results directly affects the performance of the simulator. The optimization of washing algorithm is an important method to improve the fidelity of simulator. In this paper, the six degree of freedom platform is used as the moving part of the washing algorithm, and the simulation fidelity of three commonly used washing algorithms is analyzed and compared. After analyzing the factors affecting the fidelity of the flight simulator, it is found that the parameters of the filter have a great influence on the results of the algorithm. Therefore, the objective function is established based on the human perception error, and the parameters of the filter in the classical wash out algorithm are optimized by genetic algorithm theory. The optimization process uses MATLAB genetic algorithm and direct search toolbox. The optimization results are calculated quickly after the optimization conditions are set. In order to further optimize, the perception mechanism of human body is studied and analyzed at last. A new washing out algorithm structure is proposed and simulated by SIMULINK simulation module in MATLAB. The simulation results can be seen from the simulation results. The new washing out algorithm can greatly reduce the displacement stroke of the wave crest and trough without changing the simulation effect at the smooth place, and improve the motion range of the six-degree-of-freedom motion platform. The human body sensory curve of the improved wash algorithm shows that the new washing algorithm improves the simulation fidelity of the motion platform, and the feasibility of the new algorithm is verified by the comparison of various signal inputs. Accumulate experience for improving the fidelity of flight simulator in the future.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V216.8
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,本文编号:1466464
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