飛行模擬器經典洗出算法分析與改進

朱道揚 段少麗

(武漢交通職業學院，湖北 武漢 430065)

飛行模擬器的運動平臺通常選擇性能較理想的六自由度液壓平臺[1]，然而飛行模擬器的運動空間會受到六自由度液壓平臺的限制，嚴重影響飛行模擬器有效復現飛機的真實飛行特性。針對這種情況，研究人員先后提出三種比較成熟的洗出(體感)算法：經典洗出算法[2]、最優控制洗出算法[3]、自適應洗出算法[4]，此外還有眾多圍繞這三類算法的改進算法[5-6]，其目的是克服運動洗出過程中的問題。國外對洗出算法的改進先后在美國NASA埃姆斯研究中心的運動基模擬器VMS和荷蘭代爾夫特理工大學的固定基模擬器SRS 上進行了試驗[7]，取得了較好的試驗效果。

其中經典洗出算法以其結構簡單、執行速度和反饋速度迅速、參數調節容易等優點而被國內外研究及人員所熱衷。然而該算法也存在不足，首先是高通平移通道和傾斜協調通道存在耦合現象，傾斜協調通道直接采用低通濾波，雖然可以有效模擬持續加速度的特性，但是也造成了虛假暗示的發生[8]，進而影響飛行模擬器洗出的動感逼真度。郭盛等增加高頻低通濾波器和極值限制環節有效解決了算法的穩定性和可靠性[9]，但是無法解決高頻以下信號的丟失問題；其次，傾斜協調原理是用重力加速度模擬持續加速度，必然不能使人體感覺到運動平臺的角速度，所以傾斜協調通道中的角速度限幅將會嚴重削弱模擬持續加速度的特性[10]，導致飛行模擬器的動感逼真度進一步下降。……