众所周知,随着当代科学技术的不断发展以及人们需求的逐步增长,新型的高性能飞行器性能愈来愈好,在空中飞行时其具有长时间保持高加速度,且变化剧烈的特点。因此,对驾驶现代飞行器的飞行员的素质要求越来越高,必须能够长时间承受远超重力的过载,而且对各种情况的应变要十分迅速。因此研制出成熟的可在地面上训练飞行员的模拟高过载飞行模拟器设备成为当务之急。其最重要的指标是对真实飞行中过载模拟精度,标志着在真实飞行和模拟器上实验人员的感觉的一致程度。飞行模拟器不仅可以为飞行员训练提供保证,也对新机型的开发有一定的帮助。本文研究的对象是一台可进行三轴旋转运动的动态飞行模拟器,通过对模拟器的模拟原理进行分析,进而根据建立的适用数学模型,对其各个运动参数进行实时规划,并对三个方面的影响因素进行分析。具体内容如下:首先分析模拟器的运动学原理,用Newton-Euler法建立模型,分析了在飞行模拟器运转状态下,随着大臂主轴、中框滚转轴、座舱俯仰轴转动角度的不同,飞行员所受三轴过载的变化情况。然后根据人体胸背、左右、头足建立坐标系,对过载进行定义并对其理论进行分析,根据真实飞行和模拟器模拟的条件,建立模拟器每个构件上所受过载的数学模型,利用Jacobi椭圆函数的主轴运动角速度公式进行变形,从而使方程可以得到解析解,解决了当过载变化率为负的时候,大臂角速度无法求解问题。对两种情况进行模拟过载仿真,即单向梯形过载和三轴复合飞行过载,所得仿真曲线图基本符合预期,体现了算法的实用性。进而对影响因素之一,几何误差进行分析,对造成几何误差的各因素进行建模,以齐次变换为数学工具,分析各误差源对过载模拟精度造成的影响。最后对中框和座舱两对伺服系统进行分析,建立电机及系统数学模型,运用常用的PID控制方法,分析系统的响应速度和稳定性。根据对模拟过载精度的影响分析,加入摩擦前馈补偿,进行验证,其对减小模拟误差有效。