操纵负荷系统是向飞行模拟器实际操纵者提供力感的系统,是飞行模拟器一个重要的组成部分。操纵负荷系统的实际效果如何,将直接影响飞行员的训练,且关系到对飞行性能的评估。只有逼真的力感模拟,才能让飞行学员在实际训练中获得飞行经验,在飞机性能评价阶段才能给与正确的评价。因此成功研制出高性能、高可靠性以及高逼真度的操纵负荷系统是研制出高品质的飞行模拟器的关键一环。为改进轻型飞行模拟器原型系统弹簧加载式操纵负荷系统的不足,本课题设计了电动式操纵负荷系统,并对其运行品质以及控制性能作研究。本文主要研究内容及成果如下:⑴、详细介绍几种常用的力加载系统,且比较他们之间的优缺点。论述了数字式操纵负荷系统的工作原理及其组成。设计了电动式操纵负荷系统,介绍它的力加载工作原理以及其设计方案。⑵、给出了负载力建模方法,并给出负载力的计算模型。通过对电动式操纵负荷系统各个环节进行建模,给出电动式操纵负荷系统的数学模型,并建立了系统仿真模型,通过对仿真结果进行分析,在系统中添加PID控制器改进系统工作性能。⑶、利用试验的方法来研究电动式操纵负荷系统实际力加载的工作性能。通过试验发现系统由于多余力的存在,系统输出力存在一定的震荡现象,系统的动、静工作性能差,需要对控制系统进行改进,改善系统的工作性能。⑷、对系统存在多余力的问题进行了分析,分析了多余力存在的原因,以及多余力存在对控制系统的影响。详细介绍模糊自适应PID控制器控制原理以及模糊自适应PID控制器的设计。通过在操纵负荷系统上试验,发现采用模糊自适应PID控制后,系统中不再出现先前那种不平滑的现象,力伺服系统的跟踪性能得到明显的改善。