FR2517095A1 - Simulateur de commande de vol reproduisant notamment les reactions dues au frottement sec - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES SIMULATEURS DE COMMANDE DE VOL QUI PERMETTENT DE REPRODUIRE LES FORCES APPLIQUEES A UNE TELLE COMMANDE. ELLE CONSISTE, DANS UN SIMULATEUR COMPRENANT UN VERINV ACTIONNE PAR UNE SERVOVALVESV COMMANDEE PAR UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE A PARTIR DES SIGNAUX FOURNIS PAR UN CAPTEUR D'EFFORTCE UN CAPTEUR DE VITESSECV ET UN CAPTEUR DE POSITIONCP, A MUNIR CES CIRCUITS ELECTRONIQUES DE CIRCUITS QUI DECELENT L'ARRET APPARENTDAA ET LE DECOLLEMENT DE LA COMMANDEDD. LES SIGNAUX FOURNIS PAR CES CIRCUITS ET CEUX PROVENANT DES CAPTEURS SONT TRAITES DANS DES CIRCUITS QUI SIMULENT LA FORCE DE COULOMBGFC ET LA FORCE STATIQUEGFS. LES SIGNAUX DE COULOMB ET STATIQUES AINSI OBTENUS SONT SELECTIONNES SELON LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DE LA COMMANDE ET APPLIQUES AUX CIRCUITS QUI ACTIONNENT LA SERVOVALVE. ELLE PERMET D'OBTENIR DES SIMULATEURS QUI REPRODUISENT DE MANIERE PLUS FIDELE LE FROTTEMENT SEC DE LA COMMANDE.

Description

SIMULATEUR DE COMMANDE DE VOL REPRODUISANT
NOTAMMENT LES REACTIONS DUES AU FROTTEMENT SEC
La présente invention concerne les simulateurs de commande de vol reproduisant notamment les réactions dues au frottement sec. Ces simulateurs permettent la simulation des réactions transmises aux conducteurs de véhicules par les organes de conduite et, -plus particulièrement, la simulation des réactions produites sur les avions par les commandes de vol.

Pour des raisons d'économie, d'efficacite et de sécurité, la conduite des véhicules est maintenant couramment enseignée, non plus avec les vél*.icules eux-mêmes, mais au moyen d'ensembles fixes d'entrat- nement concus spécialementn
Les avions, en particulier, qui demandent la mise en oeuvre de techniques perfectionnées mais compliquées, et pour lesquels des conditions sévères de sécurité sont exigées, ne peuvent être confiés quà des équipages confirmés. Ainsi au lieu d'être donnée en vol, une grande partie de la formation de ces équipages est donnée dans les meilleures conditions d'efficacité au moyen de "simulateurs de vol" situés au sol.

Ces ensembles, sont aménagés de façon à reproduire fidèlement les postes de pilotage réels. Tous les appareils de bord et les organes de conduite sont simulés quant à leur aspect, leur disposition et leur fonctionncment apparent. La simulation peut être prat;quée, non seulement pour les commandes principales de vol, en direction, profondeur et gauchissement, mais aussi pour certaines commandes secondaires: commande d'orientation de roue avant ou commande moteur.

Les réactions de ces commandes sont caractéristiques de l'avion piloté et varient en fonction: du type d'évolution, du mode d'action sur l'organe de conduite et sur la gouverne commandée, et de l'état de marche de la commande considérée. Une bonne connaissance de ces réactions permet au pilote de mleux percevoir le comportement de l'avion et d'agir en conséquence sur les organes de conduite.

T, 'objet de la présente invention concerne ainsi la simulation des réactions produites par les commandes de vol.

La réalisation d'un simulateur de commande de vol repose sur la détermination d'un modèle théorique dont les caractéristiques: inertie, élasticité, amortissement et frottement, sont équivalentes à celles de la commande considérée, et sur la simulation du comportement de cette commande par un agencement approprié de moyens physiques, dont les lois de fonctionnement soient identiques à celles du modèle ainsi détermine.

Le modèle théorique le plus simple (figure 1) auquel peut être assimilée une commande, comprend: une masse M, un ressort R et un dispositif d'amortissement Am. La masse M se déplace sur un plan P en étant repérée par sa position, ou déplacement x, et par sa vitesse x'. Elle est soumise à plusieurs forces: une force Fp extérieure au modèle, une force de rappel au repos Fr = K (x-xO) développée par le ressort, une force de frottement visqueux Fv = f.x' due au dispositif d'amortissement et une force de frottement sec Fs créée par le contact avec le plan. Les coefficients K et f sont les coefficients de raideur et d'amortissement.

Pour simuler les réactions plus particulièrement propres aux éléments de timonerie qui sont transmises aux pilotes par les commandes, le coefficient K doit varier en fonction de ces réactions comme il sera rappelé plus loin.

L'objet de la présente invention concerne la simulation d'une manière aussi fidèle que possible de la force de frottement sec Fs.

Les deux brevets français Ne 2 178 495 et N' 2 419 548 déposés par la demanderesse décrivent un exemple de simulation d'une force de frottement sec. La force obtenue est proportionnelle à un signal (figure 2) fourni par un capteur de vitesse et dont l'amplitude est limitée à une valeur déterminée Fc: aux faibles vitesses, Amplitude du signal est toutefois inférieure à la valeur limite et est même nulle à l'arrêt.

De manière classique, on sait cependant que la force de frottement sec Fs, est formée (figure 3) pendant le mouvement, par une force dite "de Coulomb" Fc, de valeur absolue constante quelle que soit la vitesse et d'un signe égal à celui de cette vitesse (figure 3). Elle est formée à l'arrêt par une force de frottement "statique" Fst opposée en grandeur et en signe à la résultante des forces mises en jeu, en restant toutefois inférieure à une force Fd dite de décollement, égale ou supérieure à la valeur Fc. Le retour au mouvement et à la force de Coulomb ne se produit que lorsque la force de frottement statique atteint la valeur Fd. Ainsi les moyens utilisés dans ces brevets antérieurs ne permettaient pas d'assurer la simulation avec le plus grand degré de réalisme.

Une caractéristique du simulateur selon l'invention est donc de simuler avec exactitude la force de frottement sec : en mouvement par la force de Coulomb Fc, à l'arrêt par la force statique Fst opposée à la résultante des forces mises en jeu, et lorsque la force statique atteint la valeur de décollement Fd par le retour au mouvement et à la force de
Coulomb.

Le système selon l'invention, comme les simulateurs déjà décrits dans les brevets cités, fait appel, entre autres, à un sytème de vérin asservi qui fournit un effort déterminé de façon à simuler dans chaque cas les réactions particulières de la commande considérée.

Une caractéristique du simulateur de commande selon l'invention est de simuler la force de frottement statique au moyen d'un asservissement supplémentaire créant une force de rappel à la position d'arrêt de la commande.

Pour cela l'invention propose un simulateur de commande de vol reproduisant notamment les réactions dues au frottement sec selon un modèle physique déterminé, du type comportant: - un vérin hydraulique commandé par une servovalve pour fournir à la commande un effort de réaction; - un capteur d'effort pour délivrer un signal mesurant l'effort appliqué sur la tige du vérin; - un capteur de position pour délivrer un signal mesurant la position de cette tige; - un capteur de vitesse pour délivrer un signal mesurant la vitesse de la tige; - des premiers moyens de traitement pour soustraire du signal de position un signal déterminant la position d'équilibre de la commande, multiplier le signal ainsi obtenu par un signal déterminant la raideur de la commande, et délivrer un signal de rappel;; - des deuxièmes moyens de traitement pour additionner les signaux d'effort, de commande de la servovalve, et de rappel, intégrer le signal ainsi obtenu et délivrer le signal de commande de la servovalve; principalement caractérisé en ce que, pour tenir compte dans ce modèle physique déterminé du frottement de Coulomb et du frottement statique, il comprend en outre:: - des moyens de détection d'arrêt apparent pour recevoir le signal de vitesse et délivrer un signal d'arrêt lorsque la vitesse est sensiblement nulle; - des moyens de détection de décollement pour recevoir le signal d'effort et le signal de rappel et délivrer un signal de décollement lorsque le frottement statique atteint une valeur déterminée; - une mémoire d'état à deux positions commandée par le signal d'arrêt et le signal de décollement pour délivrer un premier et un deuxième signaux de commande en opposition; - des moyens de génération de frottement de Coulomb pour recevoir le signal d'effort, le signal de rappel, et le signal de vitesse, et délivrer un signal de frottement de Coulomb; ; - des moyens de génération de frottement statique pour recevoir le signal de position et le signal de frottement de Coulomb et délivrer sous la commande du premier signal de commande un signal de frottement statique ; et - des moyens pour sélectionner sous la commande des premiers et deuxièmes signaux de commande le signal de frottement de Coulomb ou le signal de frottement statique, amplifier le signal ainsi sélectionné et délivrer aux deuxièmes moyens de traitement un signal de frottement sec à additionner aux autres signaux reçus par ces deuxièmes moyens de traitement.

D'autres caractéristiques du simulateur de commande selon l'invention apparaîtront dans la description de l'ensemble de réalisation qui fait suite, exemple pris à titre non limitatif et illustré des figures indiquées ci-après:
- la figure 1, déjà citée, représente un modèle théorique de commande de vol;
- la figure 5 déjà citée, représente la valeur du frottement de
Coulomb dans un système connu de commande de vol;
- la figure 3 déjà citée, représente la valeur du frottement de
Coulomb à simuler;
- la figure 4, représente un système de vérin asservi connu, pour
simulateur de commande;
- les figures 5 et 6 représentent deux diagrammes synoptiques qui montrent la correspondance entre le frottement sec réel et le frottement sec simulé obtenu dans le simulateur de commande selon l'invention;;
- les figures 7, 8, 9 et 10 représentent l'effort de conduite pour différents cas de mouvements lents;
- la flgure 1 1 représente un système de vérin asservi adapté au simulateur de commande selon l'invention;
- la figure 12 représente les circuits du simulateur de commande, plus particulièrement propres à l'invention;
- les figures 13, 14, 15 et 16 représentent en détail les circuits déjà représentés sur la figure 12
- la figure 17 représente une variante du générateur de frottement statique représenté sur la figure 16
- la figure 18 représente partiellement une autre variante des circuits selon l'invention;
- la figure 19 repréente, en détail, le circuit mémoire M d'un générateur GFS représenté sur les figures 16 et 17.

Le schéma de principe d'un système de vérin asservi connu est représenté sur la figure 4. La tige du vérin est solidaire du manche de pilotage par un dispositif de bielles non décrit. Son déplacement x (ou position) est proportionnel au débattement de ce manche L'eff ort de conduite Fp transmis par les bielles, est appliqué à la tige du vérin par l'intermédiaire: d'un embout d'articulation E, d'un capteur d'effort CE et d'une boîte de roulement BR permettant une rotation de la tige de vérin par rapporte au capteur d'effort. Un capteur de vitesse CV ainsi qu'un capteur de position CP sont fixés sur le corps du vérin. Leurs tiges de commande sont solidaires de la tige du vérin au moyen du bras de liaison
B.Le mouvement de cette tige est commandé par une servovalve SV d'alimentation hydraulique dont le signal d'entrée SO est obtenu au moyen de circuits électroniques comprenant plusieurs boudes d'asservissement.

Une première boucle s'asservissement concerve un signal SI, issu du capteur d'effort CE, dont l'amplitude représente l'effort Fp auquel est soumise la tige de vérin.

Une seconde boucle d'asservissement concerne le signal SO à l'entrée de la servovalve. La vitesse x' de la tige de vérin est proportionnelle à l'amplitude de ce signal. Un circuit multiplieur MU dont le coefficient de multiplication est égal au coefficient d'amortissement f, fournit un signal
S6 représentant le produit f.x'c (x'c étant la vitesse calculée).

Une troisième boucle a'asservissemeslt concerne un signal S4 issu du capteur CP et qui représente le déplacement x (ou position) de la tige de vérin. Des circuits tels qu'un soustracteur S et un amplificateur à gain variable A, fournissent un signal 53 qui représente la force de rappel au repos Fr = K (x-x0). Le coefficent variable K est déterminé, de maniere continue, en fonction des évolutions de l'avion par un calculateur propre à l'ensemble d'entraînement dans lequel est situé le simulateur de commande.

La position xO constitue la position d'équilibre du manche. Sa valeur est fixée par exemple par l'élève-pilote (commande dite de "tris'). Rour la simulation d'une commande de vol d'hélicoptère le coefficient K est nul, puisque pour ce type d'appareil la commande de vol n'est pas rappelée à une position de repos. I1 est clair que ce cas limite, pour lequel le signal S3 de rappel n'existe donc plus, ne sort pas du cadre de l'invention décrite.

Une quatrième boucle d'asservissement concerne un signal S5 issu du capteur de vitesse CV, et qui représente la vitesse x'. Un circuit L, amplificateur et limiteur, fournit un signal 57 dont l'amplitude et la polarité représentent la force de frottement de Coulomb Fc.

Les signaux S1, 53, S6 et 57 sont appliqués à un circuit additionneur
AD. Celui-ci fournit un signal S8 d'amplitude égale à la somme algébrique de celles de ces différents signaux. Ce signal représente l'inertie - M.x" de la commande suivant la relation:
- M.x" = Fp + f.x'c t K(x-xO) + Fc (1) qui constitue l'équation du mouvement de la commande et de son modèle.

Le signal S8 est appliqué à un circuit intégrateur I. L'intégration est effectuée avec un coefficient multiplicateur constant égal à l'inverse de la masse M. Ce circuit fournit le signal SO représentant la vitesse X'c
Le diagramme synoptique de la figure 5, relatif à la commande à simuler rappelle que: la force de frottement sec Fs est formée, respectivement pendant les deux états de fonctionnement de cette commande, l'arrêt et le mouvement, par le force de frottement statique Fst inférieure à la valeur de décollement Fd et pa la force de Coulomb Fc; que l'arrêt résulte de la décroissance continue de la vitesse x'; et que la mise en mouvement ne se produit que si la somme des forces appliquées
z F=Fp-Fr, opposées à l'arrêt à Fst, devient au moins égale à la valeur Fd.

Suivant le diagramme de la figure 6, l'invention fait correspondre respectivement aux deux états précédents, arrêt et mouvement, un état d'asservissement supplémentaire A, en position, et un état de non asser- vissement A, du système à servovérin.

L'état d'asservissement A est déterminé par le passage de la vitesse x' au-dessous d'un seuil x's à condition que S F < Fd. La force de frottement statique Fst est simulée par une force de rappel égale à la somme, de la force de Coulomb Fc avant le franchissement du seuil, et d'une force
Gdx proportionnelle, suivant une raideur G très supérieure à la raideur K, à l'écart dx entre la position xa et la position x du servovérin. Le passage à l'état de non asservissement A est obtenu lorsque, par suite de la valeur de l'écart dx, la force Fst atteint la valeur Fd de la force de décollement.

En mouvement la force de frottement sec Fs est alors constituée uniquement par la force de Coulomb Fc.

La figure 7 représente un graphique partiel des forces développées dans le modèle théorique de commande de la figure 1. Les forces sont portées en ordonnées et la position x (ou déplacement) de la commande est portée en abscisses. Par simplification, le graphique ne correspond qu'à des mouvements lents et ne tient compte par conséquent ni de la force d'amortissement, ni des forces d'inertie. La ligne médiane représente l'opposé de la force de rappel Fr = K(x-xo). La ligne supérieure représente l'effort de conduite Fp pendant le mouvement dans le sens des déplacements négatifs croissants. Cet effort est égal à l'opposé de la somme de la force de rappel Fr et de la force de frottement de Coulomb
Fc.En position xa, l'effort de conduite est égal à l'opposé de la somme de la force de rappel Fr et de la force de frottement statique variable. Cette dernière peut-être représentée par un vecteur ayant pour origine le point
O et dont l'extrêmité se déplace entre les points A et B. La ligne inférieure représente l'effort de conduite pendant le mouvement dans le sens des déplacements négatifs décroissants et à partir de la position xa.

La force de frottement de Coulomb Fc est alors d'un signe opposé à celui adopté pour le cas de la ligne supérieure. A l'arrêt, la commande ne peut quitter la position xa tant que l'effort de conduite varie en restant compris entre les deux limites K(x,-xd + Fd (point A) et K(xaxo) - Fd (point B). Lorsque ces limites sont atteintes, la commande quitte la position xa, tandis que l'effort de conduite diminue de Fd-Fc lorsque le déplacement s'accroît, ou augmente de la même quantité lorsque le déplacement diminue.

Les figures 8 et 9 représentent les graphiques de la force de conduite dans le simulateur selon l'invention. Le graphique de la figure 8 concerne la force de conduite développée, de part et d'autre de la position xa, lorsque cette dernière a été atteinte dans le sens des déplacements négatifs croissants. Dans ce cas, après que le servovérin a atteint la position xa, et en raison de l'asservissement selon l'invention auquel celuici est soumis, toute variation de la force de conduite autour de la valeur de celleci pour la position xa (point c'), se traduit par un écart dx du vérin. Cet écart peut être très faible étant donné la grande valeur de la raideur G de l'asservissement. Le point figuratif du couple de grandeurs force-position se déplace sur une droite A'B' de pente sensiblement égale à 1/G avec la droite d'absisse xa.La force de frottement statique égale à QFc+Gdi tend à rappeler la commande à une position xa-Fc/G. Lorsque l'écart atteint la valeur -(Fd-Fc)/G, au point A', la force de frottement statique atteint la valeur Fd. Elle se trouve remplacée par la force de
Coulomb Fc et le mouvement continue dans le sens des déplacements négatifs croissants.

Lorsque l'écart atteint la valeur (Fd+Fc)/G, au point B le
"décollement" se produit et le mouvement continue dans le sens des déplacements négatifs décroissants. Le graphique de la figure 9 concerne
une position xa atteinte dans le sens des déplacements négatifs décroissants.

La figure 10 représente le graphique général des forces développées lors des mouvements du vérin autour de la position de repos xO et pour des déplacements positifs ou négatifs.

Le simulateur de commande selon l'invention comprend un système à vérin asservi semblable à celui déjà décrit mais comportant des modifications permettant de mieux simuler le frottement sec (figure 11). Le circuit limiteur L a été supprimé. Le signal de vitesse S5, le signal de position S4, le signai de rappel au repos S3 et le signal Si sont envoyés à des circuits plus particulièrement propres à l'invention. De plus, un signal 52 fourni par ces derniers circuits et représentant le frottement sec Fs, est appliqué au circuit additionneur AD. Le mouvement de la commande simulée est déterminé par l'équation:
- M.x" = Fp+f.x'c+K(x-xo)+Fs, (2)
Fs étant égal à Fc+Gdx pendant l'état d'asservissement et égal à Fc autrement.

Les circuits propres à l'invention sont représentés sur la figure 12
Des circuits DAA, détecteurs d'arrêt apparent, reçoivent le signal S5 de vitesse et fournissant un signai 6 d'arrêt apparent dont amplitude est nulle lorsque la vitesse x' est sensiblement nulle, c'est-àtire infé- rieure à deux vitesses seuils + X's et -X's rendues aussi faibles que possibles.

Des circuits DD, détecteurs du décollement, reçoivent les signaux S1 et S3 et fournissent un signal 7 de décollement dont l'amplitude s'annule lorsque la valeur du frottement statique atteint ou dépasse la force de décollement.

Une mémoire d'état ME reçoit le signal 7 de décollement et le signal 6 d'arrêt apparent. Elle est constituée par un circuit à bascule du type RS qui passe d'une position à l'autre lors de l'annulation de l'amplitude de chacun de ces signaux. Elle met ainsi en mémoire la commande de l'état d'asservissement ou non du servovérin et fournit pour déclencher cet état, un premier signal de commande 10 et un second signal de commande 11 en opposition l'un avec l'autre.

En particulier, l'état A d'asservissement est déterminé par le passage de la vitesse x' au-dessous du seuil x's à condition que E F < Fd, tandis que l'état K est déterminé par le passage de s F au-dessus de Fd et le maintien de cet état K est conditionné par une vitesse x' > x'5.

Des circuits GFC, générateurs du frottement de Coulomb, reçoivent les signaux S1, S3 et S5 et fournissent un signal 8 de frottement de
Coulomb, d'amplitude -Fc. En mouvement, ce dernier signal est obtenu principalement à partir du signal de vitesse 55 et son sens correspond au ligne de la vitesse. Au décollement, ciest-à-dire à la mise en mouvement, il est obtenu à partir des signaux S1 et 53 et sa polarité correspond au sens de la force de frottement statique initiale.

Des circuits GFS, générateurs du frottement statique reçoivent: le signal S4 de position, le signal s de frottement de Coulomb et le premier signal de commande 10. Ils fournissent un signal 9 de frottement statique sur commande du signal 10. L'amplitude -Fst du signal 9 est égale à: - Fst = - Fc - Gdx.

Une première porte P1, une seconde porte P2 et un circuit inverseur
I forment un ensemble sélecteur de signaux et de sortie vers le système de vérin asservi. Cet ensemble envoie au système de vérin asservi un signal S2 de frottement sec Fs. Les portes P1 et P2 sont commandées, en opposition, par les signaux 10 et 11. En mouvement, c'est-à-dire dans l'état
A de non asservissement, le signal S2 est formé par le signal 8 inversé de sens, et son amplitude est égale à Fc. Dans l'état A d'asservissement, le signal S2 est formé par le signal 9 inversé de sens, et son amplitude est égale à Fst = Fc + Gdx.

Les circuits DAA détecteurs d'arrêt apparent (figure 13) sont formés par: un amplificateur At de gain k, deux comparateurs d'amplitude C01 et C02 (par exemple des bascules de Schmitt) et un amplificateurinverseur I1. L'amplificateur Al amplifie le signal S5 et son signal 20 de sortie est appliqué aux deux comparateurs d'amplitude. Ceux-ci comparent l'amplitude de ce dernier signal à deux tensions +Ke et -Ke
fournies par exemple par deux diodes Zener non représentées. La grandeur
e représente une tension égale à l'amplitude du signal S5 pour la vitesse La La valeur du gain k est de l'ordre de mille.Les sorties 21 et 22 des comparateurs sont réunies et appliquées à l'amplificateur-inverseur Il. Ce dernier fournit le signal S6.

Les circuits DD, détecteurs de force de décollement (figure 14), sont formés par deux amplificateurs additionneurs inverseurs All et AI2, un circuit redresseur RED et un circuit comparateur C03. L'amplificateur
Ail additionne le signal S1 d'effort de conduite et le signal S3 de rappel et fournit un signal 30 qui représente la grandeur - Fp - K(x-xo) et dont l'amplitude d'après la relation 5 est proportionnelle pendant Passervis- sement à Fc + Gdx c'est-à-dire à la valeur du frottement statique. Le signal 30 est appliqué au redresseur RED.Celui-ci fournit un signal 31 de sens négatif, qui représente la valeur absolue affectée du signe moins, de l'expression Fp + K (x-xo) soit:
- (Fp + K (x-xdl ou encore - (-Fc-Gdxj
Le signal 31 et un signal Fd dont l'amplitude est proportionnelle à la valeur assignée pour la simulation, à la force de décollement, sont appliqués à l'amplificateur A12. Celui-ci fournit un signal 32, appliqué au comparateur C03, dont l'amplitude est nulle lorsque l'amplitude du signal 31 est égale à celle du signal Fd. Le comparateur C03, agissant en bascule de Schmitt, reforme et adapte le niveau du signal 32 et fournit le signal
S7 de décollement dont l'amplitude est nulle au moment du décollement.

Les circuits GFC, générateur du frottement de Coulomb (figure 15) comprennent: un amplificateur AZ deux amplificateurs additionneurs et inverseurs A13 et AI4, et un circuit limiteur L. L'amplificateur A13 additionne le signal S1 d'effort de conduite et le signal S3 de rappel et fournit un signal 40 dont l'amplitude est proportionnelle à Fc + Gdx.

L'amplificateur A2 amplifie le signal 55 de vitesse de façon que, malgré la faible amplitude de celui à très faible vitesse, le limiteur L puisse fournir un signal convenablement limité. Le signal 41 fourni par l'amplificateur A2 et le signal 40 sont additionnés par l'amplificateur AI4. Celuici fournit le signal 42 au limiteur L qui conserve le sens de celui-ci et limite son amplitude à la valeur /FC/assignée dans la simulation pour la force de Coulomb. Il fournit le signal S8 de frottement de Coulomb.

Les circuits GFS générateur de frottement statique (figure 16) sont formés par: un pont de résistances PR, un circuit mémoire M et deux amplificateurs additionneurs et inverseurs AIS et A16. Le pont de résistances PR de rapport 1/G reçoit le signal S8 de frottement de Coulomb - Fc et fournit un signal 50 représentant la grandeur -Fc/G ou encore Fc.Gl.

L'amplificateur AI5 additionne le signal 54 et le signal 50 et fournit un signal 51 représentant la grandeur -(-Fc.G1 + x). Un circuit mémoire M reçoit le signal 51 et le premier signal de commande 10. I1 garde en mémoire la grandeur 4-Fc.G-l + xa) sur ordre du signal 10 et fournit un signal 52 proportionnel également à cette grandeur. La valeur xa est la valeur particulière de x correspondant à l'arrêt apparent. L'amplificateur AI6, de gain G, additionne et amplifie le signal 53 et le signal S4 représentant la grandeur x qui peut être notée xa + dx. Il fournit le signal 59 de frottement statique qui représente la grandeur -Fst = -Fc -Gdx.

La figure 17 représente une variante des circuits GFS caractérisée par une mise en mémoire numérique de la grandeur -(-Fc.G 1 + xa) dans un calculateur non représenté et propre au simulateur de vol. Cette variante comprend en supplément: un circuit de commutation C, un circuit à retard RD.

Le commutateur C, à deux positions, fournit un signal 55 à l'amplificateur A16. Ce signal est formé, suivant ia position du commutateur, soit par le signal 55 soit par un signal 53 qui provient du calculateur.

La commande du commutateur est faite par un signal 56 fourni par le circuit à retard RD à partir du signal 10. Le retard est égal environ à trois temps de cycle du calculateur. Au repos, le commutateur est dans la position qui sélectionne le signal 52. Ainsi, dès que le signal 10 commande la mise en mémoire par le circuit M, la grandeur -(-Fc.G 1 + xa) représentée par le signal 52 et par le signal 55 est fournie à l'amplificateur AI6, et au calculateur qui la mémorise. Lorsque le délai de transmission du circuit à retard est écoulé et que le calculateur a eu le temps de prendre en compte la grandeur et d'être capable de la restituer sous la forme du signal 53, le signal 56 place le commutateur C dans la position qui correspond à la sélection de ce dernier signal.

Une autre variante des circuits selon l'invention est représentée partiellement sur la figure 18. Elle est caractérisée en ce que : les portes P1 et P2 et le signal 11 ont été supprimés, tandis que le signal 8 n'est fourni qu'au générateur GFS. Si l'on se reporte à la figure 16, on constate que dans ces conditions, le générateur GFS fournit, pendant l'asservissement, un signal 9 qui représente alors le frottement statique et, hors asservissement, un signal 9 qui représente le frottement de Coulomb puisque dans ce cas le terme dx peut être considéré comme nul. Bien entendu cette autre variante peut être aussi "numérisée" comme défini sur la figure 17 déjà décrite.

Le circuit mémoire M utilisé dans le générateur GFS est un circuit classique représettté sur la figure 19. Il comprend entre autres, un condensateur C au polycarbonate métallisé et un circuit intégré Z du commerce adapté à la réalisation d'une mémoire analogique. De même, tous les circuits électroniques élémentaires utilisés sont des circuits classiques.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Simulateur de commande de vol reproduisant notamment les réactions dues au frottement sec selon un modèle physique déterminé, du type comportant: - un vérin hydraulique (V) commandé par une servovalve (SV) pour fournir à la commande un effort de réaction; - un capteur d'effort (CE) pour délivrer un signal mesurant l'effort appliqué sur la tige du vérin; - un capteur de position (CP) pour délivrer un signal mesurant la position de cette tige; - ur. capteur de vitesse (CV) pour délivrer un signal mesurant ia vitesse de la tige; - des premiers moyens de traitement (S, A) pour soustraire du signal de position un signal déterminant la position d'équilibre de la commande, multiplier le signal ainsi obtenu par un signal déterminant la raideur de la commande, et délivrer un signal de rappel;; - des deuxièmes moyens de traitement (AD, 1, MU) pour additionner les signaux d'effort, de commande de la servovalve, et de rappel, intégrer le signal ainsi obtenu et délivrer le signal de commande de la servovalve; caractérisé en ce que, pour tenir compte dans ce modèle physique déterminé du frottement de Coulomb et du frottement statique, il comprend en outre:: - des moyens de détection d'arrêt apparent (DAA) pour recevoir le signal de vitesse et délivrer un signal d'arrêt lorsque la vitesse est sensiblement nulle; - des moyens de détection de décollement (DD) pour recevoir le signal d'effort et le signal de rappel et délivrer un signal de décollement lorsque le frottement statique atteint une valeur déterminée; - une mémoire d'état à deux positions commandée par le signal d'arrêt et le signal de décollement pour délivrer un premier et un deuxième signaux de commande en opposition; - des rnoyens de génération de frottement de Coulomb (GFC) pour recevoir pour le signal d'effort, le signal de rappel, et le signal de vitesse, et délivrer un signal de frottement de Coulomb;; - des moyens de génération de frottement statique (GFS) pour recevoir le signal de position et le signal de frottement de Coulomb et délivrer sous la commande du premier signal de commande un signal de frottement statique ; et - des moyens (P1, PZ 1) pour sélectionner sous la commande des premiers et deuxièmes signaux de commande le signal de frottement de Coulomb ou le signal de frottement statique, amplifier le signal ainsi sélectionné et délivrer aux deuxièmes moyens de traitement un signal de frottement sec à additionner aux autres signaux reçus par les deuxièmes moyens de traitement.

2. Simulateur selon la revendication 1, caractérisé en ee que les moyens de détection d'arrêt apparent (DAA) comprennent: - un premier amplificateur (Al) pour amplifier le signal de vitesse - un premier et un deuxième comparateurs (COI, C02) pour comparer le signal fourni par le premier amplificateur à respectivement deux signaux de référence d'amplitudes égales et constantes et de polarités opposés et délivrer un signal lorsque le signal du premier amplificateur rancit l'urne de ces valeurs de référence en se rapprochant de l'autre ; et - un premier amplificateur-inverseur (Il) pour amplifier les signaux fournis par les comparateurs.

3. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 22 caractérisé en ce que les moyens de détection de décollement (DD) comprennent: - un premier amplificateur-sommateur-inverseur (AI1) pour additionner le signal d'effort et le signal de rappel; - un redresseur (RED) pour redresser avec une polarité négative le signal du premier amplificateur-sommateur-inverseur; - un deuxième amplificateur-sommateur-inverseur (AI2) pour additionner le signal du redresseur et un troisième signal de référence; - un troisième comparateur (C03) pour régénérer le signal du deuxième amplificateur-sommateur-inverseur et délivrer le signal de décollement.

Coulomb; - un cinquième amplificateur-sommateur-inverseur (AI5) pour additionner le signal du pont de résistance et le signal de position; - une mémoire (N pour mémoriser le signal du cinquième amplificateuradditionneur-inverseur sous la commande du premier signal de commande ;et - un sixième amplificateur-sommateur-inverseur (AI6) pour additionner le signal de position et le signal de la mémoire, et délivrer le signal de frottement statique.

5. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de génération de frottement statique (GFS) comprennent: : - un pont de résistance (PR) pour atténuer le signal de frottement de

4. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de génération de frottement de Coulomb (GFC) comprennent: - un deuxième amplificateur (A2) pour amplifier le signal de vitesse; - un troisième amplificateur-sommateur-inverseur (AI3) pour additionner le signal d'effort et le signal de rappel; - un quatrième amplificateur-sommateur-inverseur (A14) pour additionner les signaux du deuxième amplificateur et du troisième amplificateur sommateur-inverseur ;;et - un limiteur pour limiter le signal du quatrième amplificateursommateur-inverseur et délivrer le signal de frottement de Coulomb