飞行模拟器运动系统可为飞行员提供与真实飞行器相同或相近的运动感觉。带有运动系统的飞行模拟器能够真实地模拟飞机在地面和空中产生的瞬间过载和实际飞行中的飞行姿态,让飞行员对飞机的即时运动状态有深刻的身体体验,从而使飞行仿真更加逼近真实飞行,达到更好的训练效果。飞行模拟器运动系统目前主要通过运动平台来实现。本文根据某型战机飞行模拟器的总体要求,采用防扭臂结构三自由度运动平台作为运动系统,可以复现飞机的侧倾、俯仰和升沉三个自由度运动。虽然这种形式的运动平台已广泛应用于工程实践,但在分析设计的时候,仅依靠工程人员的经验来进行,基本处于无理论指导状态,尤其运动平台的运动学、运力学以及控制特性等方面缺乏深入研究,因此本文从这几个方面对三自由度运动平台进行分析研究。这些问题对研制满足设计要求的飞行仿真运动系统工程实践有重要的指导意义。三自由度运动平台是一种多变量和本质非线性的复杂系统,其运动学及动力学分析是运动平台结构设计以及液压驱动系统设计的前提。本文首先采用坐标变换和求导的方法对三自由度运动台运动学进行了分析;然后不考虑防扭臂、液压缸的质量和惯量,基于牛顿-欧拉法建立了系统的单刚体动力学模型;本文还在运动学分析和动力学分析的基础上设计了系统的动力机构,并给出了系统动力机构在基本工况下的负载匹配曲线。三自由度运动平台另外一个重要的研究方向是三自由度运动平台控制特性的研究,控制系统将直接决定系统最终达到的性能指标。本文根据对称阀控制非对称缸的传递函数数学表达式,设计了简单的PID调节控制器,并对控制系统的特性进行了初步分析。为了在建造实物样机之前验证分析的可行性,本文应用SimMechanics(?)建立了实物的虚拟样机模型,并将其与Matlab(?)/simulink仿真软件集成起来对运动学、动力学和控制系统的可行性进行了集成仿真验证,该方法能较真实模拟实际的三自由并运动平台,结果表明本文所做的运动学分析、动力学分析以及控制系统的分析是可行的。从而为研制用于模拟飞行训练的运动台提供了必要的设计依据。