液压助力器是现代飞行器操纵系统不可缺少的组成部分,其动态特性是实现飞行器良好操纵品质的基本保证,也是衡量飞行器助力操纵系统设计水平的重要技术指标。建立液压助力器动特性数值模型,运用数值仿真技术检验与调试系统影响参数及性能品质是现代设计技术的重要手段,对于提高系统设计的预测性、缩短设计研制周期、降低技术成本有着重要的工程应用价值。 本文应用Matlab/Simulink软件平台,建立了飞行器主操纵系统常规液压助力器单元的仿真模型,对其动态品质及响应特性进行了数值仿真,同时应用C++ Builder软件系统开发了液压助力器单元仿真软件包,初步建成了工程实用设计平台。主要研究工作包括: 以液压传动动力学及自动控制理论为基础,在深入理解液压助力器工作原理基础上,对助力器单元体系构造参数进行了细致研究,完成了结构体系的物理模型简化,完整地归纳总结了不同构造形式的线性/非线性物理模型的数学描述,推导了复杂控制系统的开、闭环传递函数。 运用Matlab语言和Simulink的建模仿真技术,在数学模型的基础上,建立了液压助力器单元基本模型、考虑支撑结构弹性和间隙模型以及考虑支撑结构位移反馈模型的三种Simulink仿真模块及控制模型体系,保留了系统的多个非线性环节,应用典型激励函数对三种液压助力器构造单元的模型进行了时域动态响应仿真;在线性化系统模型基础上,对三种线化模型进行了频域特性计算,给出了系统稳定性及稳定裕度可视化描述。 应用Borland C++ Builder集成开发环境,实现了集成开发环境下C++语言对Matlab引擎的调用和参数的输入输出,开发了液压助力器单元结构参数输入、可视化系统数值仿真的人机交互界面、前后置处理的工程设计集成软件平台。 应用本文开发的仿真软件系统,对三种液压助力器单元模型运用工程结构参数进行了数值仿真可视化描述,分析了不同形式输入信号的响应特性及体系稳定性品质。