从飞机采用全助力操纵系统后,操纵杆与舵面之间就没有直接联系,导致飞机操纵品质降低。为了让飞行员重新获得操纵人工感觉,研究人员在电传操纵系统中加入了被动和主动操纵杆。目前多数飞机采用了类似弹簧加载的被动侧杆系统,该类型侧杆存在的问题是:飞行员受到的杆力与飞行状态并没有太大联系。然而基于主动控制技术的侧力杆系统,其杆力可根据飞行状态实时调整,从而大大提高飞机的操纵性能,是当前飞机人感系统研究的热点。本文围绕主动侧力杆控制系统的设计开展相应的研究工作。本文首先结合侧杆装置传动机构,建立了操纵者单通道推杆模型。对该模型进行理论分析,得出哪些因素会影响侧杆系统静态和动态的性能。在此基础上以侧杆装置的俯仰轴为例对其进行动力学分析以及质量等效处理。同时考虑侧力杆系统涉及人机交互,不仅需要模拟驾驶员操纵力与操纵面位置之间的动态关系,而且需要给驾驶员较好的“人工感觉”。因此根据主动侧杆系统工作特点,提出了基于速度控制的阻抗控制策略。然后,基于操纵者单通道推杆模型,分析了人手推杆动态过程。将其等效为推小车的二阶系统,得出人手推杆的模型。同时,利用伺服驱动器的调谐数据,在MATLAB中辨识出了侧杆机构的机械传函,并与推导的动力学模型进行对比分析。将人手推杆模型、基于速度阻抗控制器、动力学模型,设计出了主动侧杆控制系统,并在Simulink中搭建侧杆控制系统仿真模型。最后,针对实际侧杆控制系统中动态响应速度与抗扰性能之间存在矛盾关系,在阻抗控制的基础上,提出基于杆力误差的自适应补偿器,并采用了模型参考自适应来设计自适应律。实际测试结果表明,自适应补偿的阻抗控制器在不降低抗扰性能的同时提高了系统的跟随性能。在实际侧杆装置进行了多组实验,通过对实验数据的分析,表明本文研究的控制方案满足主动侧力杆的指标要求。因此,验证了文中基于速度控制的阻抗控制方案的有效性。