自主研制高級別飛行模擬器對促進我國航空事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。操縱負荷系統(tǒng)是飛行模擬器的關鍵系統(tǒng)之一，開發(fā)和研制具有高逼真度的操縱負荷系統(tǒng)是研制高級別模擬器的前提和基礎。操縱負荷系統(tǒng)的力感模擬方法是指為了在模擬器上逼真地復現(xiàn)飛行員在駕駛真實飛機時的操縱力感所采用的伺服控制方法，對力感模擬方法的理論研究是研制高逼真度操縱負荷系統(tǒng)的基礎。
　　力感模擬方法是操縱負荷系統(tǒng)研制的關鍵技術之一，尤其是動態(tài)力感模擬方法及慣性補償方法更是操縱負荷系統(tǒng)研制的難點。此外，研究操縱負荷系統(tǒng)的控制策略問題，能夠充分發(fā)揮系統(tǒng)潛能，進一步提高力感模擬性能，對操縱負荷系統(tǒng)的研制也有重要意義。因此，本書針對這幾個方面的內容對力感模擬方法進行了深入研究。
　　本文以簡單機械式飛機飛行操縱系統(tǒng)作為仿真對象，把仿真對象簡化為包含慣性力、阻尼力及彈性力的二階動力學模型，以此模型為系統(tǒng)的力感模擬目標，其中不但涉及靜態(tài)的彈性力感模擬問題，而且也要解決動態(tài)的慣性力及阻尼力感的模擬問題。因此本文以力感模擬方法研究為主線，動態(tài)力感模擬問題貫穿其中，即無論是3種基本的力感模擬方法，還是采用基于模型的前饋控制或魯棒控制的力感模擬方法，都是以能夠模擬動態(tài)力感為根本出發(fā)點，從而所研究的幾種方法及得出的所有結論皆適用于動態(tài)力感模擬。
　　操縱負荷系統(tǒng)有3種基本力感模擬方法，分別是基于位置控制回路、基于速度控制回路及基于力控制回路的力感模擬方法，力感模擬原理、仿真模型推導、穩(wěn)定性問題及關鍵設計參數(shù)及其設計原則是各種力感模擬方法的主要研究問題。首先，本書給出3種方法的系統(tǒng)結構并建立了全系統(tǒng)的數(shù)學模型，以此為基礎，推導操縱力與操縱位移的關系，指出通過合理設計仿真模型，能夠改變這種關系，從而實現(xiàn)模擬真實飛機的桿力一桿位移特性的目的，即闡明了各方法的力感模擬原理。其次，利用操縱負荷系統(tǒng)與仿真對象的操縱力一操縱位移特性的等價性，導出了各方法中的仿真模型的結構及參數(shù)表達式，并從工程實現(xiàn)的角度，對仿真模型進行了合理的簡化。再次，仿真模型確定后，從內回路及外回路兩個方面分析了各方法的穩(wěn)定性問題，揭示了外回路的成因及影響外回路穩(wěn)定性的因素，并給出了各種情況的內外回路的穩(wěn)定性條件�！鹾�，通過對力感模擬原理的分析、仿真模型的推導及穩(wěn)定性問題分析，確定了操縱負荷系統(tǒng)的3個關鍵設計參數(shù)，分別為負載質量、負載剛度及內回路帶寬，并從動態(tài)性能、穩(wěn)定性等方面給出的3個關鍵設計參數(shù)的設計原則。本書還對基本的3種力感模擬方法進行了仿真分析，初步驗證了理論分析結論的正確性。
　　在某些情況下，尤其是研制低成本的小型飛機飛行模擬器時，慣性補償技術有重要的應用價值。本書在基于力回路系統(tǒng)的操縱負荷系統(tǒng)之基礎上，把仿真模型中的模型質量取為負值，成功實現(xiàn)了對負載慣性的補償，即可用大負載慣量的系統(tǒng)來實現(xiàn)小慣性力感模擬，并給出慣性補償?shù)膽�用條件，還用實驗驗證了此法的有效性。
　　針對位置回路系統(tǒng)提出并設計了能提高穩(wěn)定性的基于模型的前饋控制器。結合液壓動力機構的實測頻率特性設計了能提高穩(wěn)定性的力反饋控制器。為了提高系統(tǒng)的魯棒性能，提出了操縱負荷系統(tǒng)的兩自由度魯棒控制系統(tǒng)結構，并應用μ綜合理論設計了魯棒控制器。本書用實驗證明了上述控制策略的有效性。
　　□后在所研制的操縱負荷系統(tǒng)試驗臺上，進行了各種情況的穩(wěn)定性實驗、階躍響應特性實驗、頻率特性測試及多余力驗證實驗，全面驗證了本書的理論分析結論的正確性及所設計的控制器的有效性。
　　本書得到遼寧省教育廳一般項目的資助，在此表示感謝！
　　由于作者水平有限，書中內容難免有不當之處，敬請讀者指正。