大型民用飞机是我国中长期发展规划重大研究专项课题之一,在国家工信部“十二五”大型民机科研专项(No.MJZ-S-2011-06,No.MJZ-2015-S-080)及国家航空科学研究基金(No.20160757001)等资金资助下,本论文围绕大型民用飞机主动侧杆中的关键问题,开展了大型民机人在回路主动侧杆系统建模、主动侧杆伺服控制策略、人在回路主动侧杆仿真三方面研究工作,具体工作如下:(1)建立了人在回路主动侧杆系统模型,主要包括三部分:大型民机B-747动力学及其飞行控制系统模型、主动侧杆伺服控制系统模型和结构驾驶员模型。根据牛顿定律、动量矩定律及飞机的气动数据表、数据拟合函数等建立了通用的大型民机非线性动力学模型,进而运用小扰动原理,将该非线性模型转化并解耦为纵向和横侧向小扰动线性模型;运用伺服跟踪原理,建立了民机主动侧杆伺服控制系统模型,包含永磁同步三相电机模型以及主动侧杆动力学模型;运用操纵运动传递函数,建立了包含感受机构、中央神经系统、神经肌肉系统等部分的结构驾驶员模型。(2)提出了主动侧杆伺服系统控制策略。主动侧杆伺服系统是一个多变量、多回路,强耦合的控制系统,为了保证侧杆伺服系统的高动态伺服跟踪性能,提出一种基于二阶滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制算法,实现永磁同步三相电机电机的转矩高动态跟踪性能;考虑外部有界扰动以及弹簧变刚度情形,设计了一种自适应滑模控制器,使主动侧杆伺服系统具有较强的鲁棒性以及较好的弹簧变刚度自适应能力,实现了伺服系统的杆力/位移变梯度、高动态、高精度跟踪性能。(3)开展了人在回路主动侧杆系统的仿真。针对人在回路系统,运用滑模控制算法以及线性二次型算法进行了人在回路系统控制器设计,并进行了主、被动侧杆的飞行品质评价。然后,搭建了人在回路主动侧杆半物理仿真验证平台,对飞机飞行过程中双杆联动、力反馈等主动侧杆性能进行了实验验证。通过以上研究工作,本论文获得了人在回路大型民机主动侧杆系统模型;运用滑模控制方法解决了永磁同步三相电机转矩伺服跟踪问题,以及伺服系统的杆位移跟踪问题;运用自适应控制算法解决了主动侧杆弹簧变刚度问题;搭建了人在回路主动侧杆半物理仿真验证平台,实验验证主动侧杆的性能。仿真结果验证了本论文所提方法的可行性与有效性。