三轴载人离心机过载模拟方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及过载模拟技术领域，具体涉及一种三轴载人离心机过载模拟方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现有技术中需要对比飞机过载与三轴载人离心机座舱的过载，并根据对比结果选择不同的算法计算三轴载人离心机各轴参数，导致计算所需的时间长，影响计算结果的实时性。在解算每一时刻三轴载人离心机各轴参数时仅仅采用反解运动学方程的方法，这导致目前的技术在模拟有载阶段的加速度场景时存在一定的精确性限制。在模拟高过载变化率的复杂加速度模式方面一般的过载模拟算法中采用了离散化和差分的方法，在加速度变化率过高的瞬间会导致三轴载人离心机各轴参数的计算值异常偏大，导致计算失败或计算值与实际情况完全脱离的情况。

由于真实的航空航天任务中存在多种复杂的加速度模式，如爬升/下滑，筋斗，横滚，盘旋，螺旋，俯冲加跃升，半筋斗翻转，半滚倒转，失速等，这些加速的模式均存在卸载阶段，且加速度变化率高，变化频率快，因此现有技术在模拟高过载变化率场景时存在精确性限制的问题，从而常常出现求解三轴载人离心机各轴参数不精确甚至无法求解的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中求解三轴载人离心机各轴参数不精确和计算时间长的问题。

第一方面，本发明提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法，

构建三轴载人离心机的运动学正问题模型；

获取飞机过载飞行状态的目标过载参数；

将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过构建三轴载人离心机的运动学正问题模型，再将获取飞机过载飞行状态的目标过载参数输入至三轴载人离心机的运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度，求逆算法能够直接对三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度进行求解，不需要对比飞机过载与三轴载人离心机座舱的过载，无需考虑三轴载人离心机的加载和卸载阶段，提高了求解的精度和速度，解决了现有技术中求解三轴载人离心机各轴参数不精确和计算时间长的问题。

在一种可选的实施方式中，三轴载人离心机包括主旋转臂，主旋转臂包括中框和飞行员座舱；构建三轴载人离心机的运动学正问题模型包括：

建立基坐标系和飞行员座舱坐标系；

计算基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵；

基于转换矩阵计算三轴载人离心机的模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量及合过载，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，基于三轴载人离心机结构建立基坐标系和飞行员座舱坐标系，并计算基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵，通过转换矩阵计算飞行员座舱坐标系下三轴载人离心机的模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量及合过载，进而构建三轴载人离心机的运动学正问题模型，通过构建的三轴载人离心机的运动学正问题模型为后续求解三轴载人离心机各轴参数提供了理论支持。

在一种可选的实施方式中，在将目标过载参数输入至运动学正问题模型中之前，还包括：

对目标过载参数进行移动平滑处理；目标过载参数包括飞机过载飞行状态从前至后目标x轴方向过载分量、从左至右目标y轴方向过载分量以及头足目标z轴方向过载分量。

在一种可选的实施方式中，对飞机的目标过载参数进行移动平滑处理包括：

获取目标过载参数的增长率；

计算在预设平滑参数值下增长率的移动平均值。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过对目标过载参数进行移动平滑处理，解决了目标过载参数变化率过高时三轴载人离心机各轴参数计算值异常偏大的问题，通过移动平滑处理，可以降低三轴载人离心机突变和异常波动，使得三轴载人离心机的运动更加稳定，提升飞行员的训练体验，并有效保护三轴载人离心机的驱动轴。

在一种可选的实施方式中，三轴载人离心机的三轴角度包括：主旋转臂做偏航运动的偏航角度、中框做滚转运动的滚转角度、飞行员座舱做俯仰运动俯仰角度；三轴载人离心机的三轴角速度包括：偏航角速度、滚转角速度、俯仰角速度；三轴载人离心机的三轴角加速度包括：偏航角加速度、滚转角加速度、俯仰角加速度；

将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度包括：

将目标过载参数中目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量和目标z轴方向过载分量相应替换所述运动学正问题模型中合过载模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量后，求解合过载一阶导数得到微分方程；采用雅可比椭圆函数对微分方程计算得到三轴载人离心机过载模拟的偏航角加速度和偏航角速度；对偏航角速度转换后得到偏航角度；

将目标过载参数中目标x轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型x轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的滚转角度；对滚转角度求解一阶导数和二阶导数后分别得到滚转角速度和滚转角加速度；

当满足第一预设条件时，将目标过载参数中目标y轴方向过载分量替换所述运动学正问题模型中模型y轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度；

或者，当满足第二预设条件时，将目标过载参数中目标z轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型z轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度；

对俯仰角度求解一阶导数和二阶导数后分别得到俯仰角速度和俯仰角加速度。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，通过对运动学正问题模型变量的替换，采用雅可比椭圆函数计算得到三轴载人离心机过载模拟的偏航角加速度、偏航角速度，进而得到偏航角度，还通过对运动学正问题模型变量的替换依次计算得到三轴载人离心机过载模拟的滚转角度、滚转角速度和滚转角加速度，以及俯仰角度、俯仰角速度和俯仰角加速度，不需要考虑过载模拟时的加载和卸载阶段，可以直接对三轴载人离心机各轴参数进行求解，减小了计算量的同时提高了精度，使得三轴载人离心机模拟算法更加简洁高效，能够准确模拟各种复杂的过载场景。

在一种可选的实施方式中，还包括：将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中进行验证。

在一种可选的实施方式中，将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中进行验证包括：

将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中得到三轴载人离心机的计算过载参数；

将计算过载参数与目标过载参数进行比较，验证计算过载参数与目标过载参数的一致性。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中得到三轴载人离心机的计算过载参数，实现了对真实飞机过载飞行状态参数输入的目标过载参数与三轴载人离心机过载模拟时计算过载参数的一致性验证。

第二方面，本发明提供了一种三轴载人离心机过载模拟装置，该装置包括：

构建模块，用于构建三轴载人离心机的运动学正问题模型；

获取模块，用于获取飞机过载飞行状态的目标过载参数；

计算模块，将目标过载参数输入至所述运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。

第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的三轴载人离心机过载模拟方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的三轴载人离心机过载模拟方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的另一三轴载人离心机过载模拟方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的又一三轴载人离心机过载模拟方法的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的再一三轴载人离心机过载模拟方法的流程示意图；

图5是根据本发明实施例的三轴载人离心机简化模型图；

图6是根据本发明实施例的目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量以及目标z轴方向过载分量的曲线示意图；

图7是根据本发明实施例的计算得到的三轴载人离心机的偏航角度、滚转角度以及俯仰角度构成的曲线图；

图8是根据本发明实施例的计算得到的三轴载人离心机的偏航角速度、滚转角速度以及俯仰角速度构成的曲线图；

图9是根据本发明实施例的未进行移动平滑的三轴角加速度曲线示意图；

图10是根据本发明实施例的进行移动平滑的三轴角加速度曲线示意图；

图11是根据本发明实施例的计算过载参数的x轴过载G

图12是根据本发明实施例的计算过载参数的y轴过载G

图13是根据本发明实施例的计算过载参数的z轴过载G

图14是根据本发明实施例的计算过载参数的合过载G和目标过载参数的过载G的对比图；

图15是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟装置的结构框图；

图16是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法，图1是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S101，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。具体地，运动学正问题模型指的是三轴载人离心机在过载模拟过程中过载参数在坐标系中的推导公式。

步骤S102，获取飞机过载飞行状态的目标过载参数。具体地，获取飞机过载飞行状态的目标过载参数，目标过载参数可以为飞机过载飞行状态实时参数，也可以为飞机过载飞行状态的经验数据。

步骤S103，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。具体地，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆推导的算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度，也就是说将目标过载参数的过载分量作为已知数，求解运动学正问题模型中三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度，即运动学正问题模型的求逆过程。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过构建三轴载人离心机的运动学正问题模型，再将获取飞机过载飞行状态的目标过载参数输入至三轴载人离心机的运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度，求逆算法能够直接对三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度进行求解，不需要对比飞机过载与三轴载人离心机座舱的过载，无需考虑三轴载人离心机的加载和卸载阶段，提高了求解的精度和速度，解决了现有技术中求解三轴载人离心机各轴参数不精确和计算时间长的问题。

在本实施例中提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法，图2是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。

具体地，上述步骤S201包括：

步骤S2011，建立基坐标系和飞行员座舱坐标系；具体地，如图5所示，三轴载人离心机包括主旋转臂、中框和飞行员座舱。三轴载人离心机主旋转臂的臂长通过符号R表示，偏航角、滚转角和俯仰角分别通过符号q

表1坐标系名称及三轴方向

其中，O

步骤S2012，计算基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵；具体地，由方向余弦矩阵

其中：当l＝1，n＝0时，得到

由基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵可表示为：

其中：

步骤S2013，基于转换矩阵计算三轴载人离心机的模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量及合过载，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型；

当偏航角q

由坐标系之间的转换关系可得，在q

三轴载人离心机的运动学正问题模型即公式(1.6)和(1.7)。

步骤S202，获取飞机过载飞行状态的目标过载参数。详细请参见图1所示实施例的步骤S102，在此不再赘述。

步骤S203，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。详细请参见图1所示实施例的步骤S103，在此不再赘述。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过三轴载人离心机结构，建立基坐标系和飞行员座舱坐标系，并计算基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵，通过转换矩阵计算飞行员座舱坐标系下三轴载人离心机的模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量及合过载，进而构建三轴载人离心机的运动学正问题模型，通过构建的三轴载人离心机的运动学正问题模型为后续求解三轴载人离心机各轴参数提供了理论支持。

在本实施例中提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法，图3是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S301，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。详细请参见图2所示实施例的步骤S201，在此不再赘述。

步骤S302，获取飞机过载飞行状态的目标过载参数。详细请参见图2所示实施例的步骤S202，在此不再赘述。

步骤S303，对目标过载参数进行移动平滑处理；目标过载参数包括飞机过载飞行状态从前至后目标x轴方向过载分量、从左至右目标y轴方向过载分量以及头足目标z轴方向过载分量。

具体地，上述步骤S303包括：

步骤S3031，获取目标过载参数的增长率；具体地，结合图6，目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量以及目标z轴方向过载分量的曲线图如图6所示，当获取飞机过载飞行状态从前至后目标x轴方向过载分量、从左至右目标y轴方向过载分量以及头足目标z轴方向过载分量后，可以根据过载分量与重力加速度g的关系计算得到目标过载参数的增长率λ。

步骤S3032，计算在预设平滑参数值下增长率的移动平均值。具体地，在整个时间域上对增长率λ取m阶移动平均值，避免了加速度增长率的突变导致预定加速度突变。设增长率λ组成列阵λ＝[λ

其中，m表示预设平滑参数值，i＝m,m+1,…k-m+1。若平滑参数值m过小，可能导致平滑效果不佳，出现突变或计算失败；而若平滑参数值m过大，可能导致平滑过于剧烈，使得实际计算结果与预期值相差较大。因此，在实际计算中，应对平滑参数值m根据实际过载进行调节，以获得最优的平滑效果。未进行移动平滑的三轴角加速度如图9所示，进行移动平滑的三轴角加速度如图10所示。

步骤S304，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。

三轴载人离心机的三轴角度包括主旋转臂做偏航运动的偏航角度、中框做滚转运动的滚转角度、飞行员座舱做俯仰运动俯仰角度；三轴载人离心机的三轴角速度包括：偏航角速度、滚转角速度、俯仰角速度；三轴载人离心机的三轴角加速度包括：偏航角加速度、滚转角加速度、俯仰角加速度；

具体地，步骤S304包括：

步骤S3041，将目标过载参数中目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量和目标z轴方向过载分量相应替换运动学正问题模型中合过载模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量后，求解合过载一阶导数得到微分方程；采用雅可比椭圆函数对微分方程计算得到三轴载人离心机过载模拟的偏航角加速度和偏航角速度；对偏航角速度转换后得到偏航角度；具体地，

将目标过载参数中目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量和目标z轴方向过载分量相应替换运动学正问题模型中合过载模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量后的合过载函数如下：

其中：

在此规定过载变化率为恒量，用符号λ表示，对公式(1.9)求导即可得到：

对时间进行离散，利用雅可比椭圆函数对上述微分方程进行求解。取Δt为一个时间步长，那么每个时间步长中的加速度a都可以通过上一个时间步长中的加速度a

a＝a

其中：a

令

上式中

步骤S3042，将目标过载参数中目标x轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型x轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的滚转角度；对滚转角度求解一阶导数和二阶导数后分别得到滚转角速度和滚转角加速度；具体地，根据运动学正问题模型(1.7)可知，将目标过载参数中目标x轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型x轴过载分量，且给定一个已知飞机过载飞行状态的y轴过载G

对滚转角度求解一阶导数和二阶导数后即可得到滚转角速度和滚转角加速度。

步骤S3043，当满足第一预设条件时，将目标过载参数中目标y轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型y轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度；具体地，当计算滚转角之后，才能计算度仰角。

只有满足第一预设条件

或者，

步骤S3044，当满足第二预设条件时，将目标过载参数中目标z轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型z轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度；具体地，只有满足第二预设条件

其中：G

对俯仰角度求解一阶导数和二阶导数后分别得到俯仰角速度和俯仰角加速度。计算的三轴载人离心机的偏航角度、滚转角度以及俯仰角度构成的曲线图如图7所示，rad表示弧度。计算的三轴载人离心机的偏航角速度、滚转角速度以及俯仰角速度构成的曲线图如图8所示。

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过对目标过载参数进行移动平滑处理，解决了目标过载参数变化率过高时三轴载人离心机各轴参数计算值异常偏大的问题，通过移动平滑处理，可以降低三轴载人离心机突变和异常波动，使得三轴载人离心机的运动更加稳定，提升飞行员的训练体验，并有效保护三轴载人离心机的驱动轴。将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，通过对运动学正问题模型变量的替换，采用雅可比椭圆函数计算得到三轴载人离心机过载模拟的偏航角加速度、偏航角速度，进而得到偏航角度，还通过对运动学正问题模型变量的替换依次计算得到三轴载人离心机过载模拟的滚转角度、滚转角速度和滚转角加速度，以及俯仰角度、俯仰角速度和俯仰角加速度，不需要考虑过载模拟时的加载和卸载阶段，可以直接对三轴载人离心机各轴参数进行求解，减小了计算量的同时提高了精度，使得三轴载人离心机模拟算法更加简洁高效，能够准确模拟各种复杂的过载场景。

在本实施例中提供了一种三轴载人离心机过载模拟方法，图4是根据本发明实施例的三轴载人离心机过载模拟方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：

步骤S401，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。详细请参见图3所示实施例的步骤S301，在此不再赘述。

步骤S402，获取飞机过载飞行状态的目标过载参数。详细请参见图3所示实施例的步骤S302，在此不再赘述。

步骤S403，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。详细请参见图3所示实施例的步骤S304，在此不再赘述。

步骤S404，将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中进行验证。

具体地，步骤S404包括：

步骤S4041，将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中得到三轴载人离心机的计算过载参数；

具体地，当三轴载人离心机进行过载模拟试验时，三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度，三轴角度包括采用求逆算法计算得到的三轴载人离心机的偏航角度、滚转角度和俯仰角度；角速度包括采用求逆算法计算得到的三轴载人离心机的偏航角速度、滚转角速度和俯仰角速度；角加速度包括采用求逆算法计算得到的三轴载人离心机的偏航角加速度、滚转角加速度和俯仰角加速度。将上述实测的数据输入至运动学正问题模型，即公式(1.6)和公式(1.7)中。

步骤S4042，将计算过载参数与目标过载参数进行比较，验证计算过载参数与目标过载参数的一致性；具体地，根据公式(1.6)和公式(1.7)中计算得出三轴载人离心机在过载模拟时的计算过载参数，计算过载参数包括x轴过载

本发明实施例提供的三轴载人离心机过载模拟方法，通过将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中得到三轴载人离心机的计算过载参数，实现了对真实飞机过载飞行状态参数输入的目标过载参数与三轴载人离心机过载模拟时计算过载参数的一致性验证。

在本实施例中还提供了一种三轴载人离心机过载模拟装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种三轴载人离心机过载模拟装置，如图15所示，包括：

构建模块1501，用于构建三轴载人离心机的运动学正问题模型；

获取模块1502，用于获取飞机过载飞行状态的目标过载参数；

计算模块1503，将目标过载参数输入至运动学正问题模型中，采用求逆算法计算三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度。

在一些可选的实施方式中，构建模块1501包括：

建立单元，用于建立基坐标系和飞行员座舱坐标系。

第一计算单元，用于计算基坐标系至飞行员座舱坐标系的转换矩阵。

构建单元，用于基于转换矩阵计算三轴载人离心机的模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量及合过载，构建三轴载人离心机的运动学正问题模型。

在一些可选的实施方式中，计算模块1503包括：

第二计算单元，用于将目标过载参数中目标x轴方向过载分量、目标y轴方向过载分量和目标z轴方向过载分量相应替换运动学正问题模型中合过载模型x轴过载分量、模型y轴过载分量和模型z轴过载分量后，求解合过载一阶导数得到微分方程；采用雅可比椭圆函数对微分方程计算得到三轴载人离心机过载模拟的偏航角加速度和偏航角速度；对偏航角速度转换后得到偏航角度。

第三计算单元，用于将目标过载参数中目标x轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型x轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的滚转角度；对滚转角度求解一阶导数和二阶导数后分别得到滚转角速度和滚转角加速度。

第四计算单元，用于当满足第一预设条件时，将目标过载参数中目标y轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型y轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度。

第五计算单元，用于当满足第二预设条件时，将目标过载参数中目标z轴方向过载分量替换运动学正问题模型中模型z轴过载分量，计算得到三轴载人离心机过载模拟的俯仰角度。

三轴载人离心机过载模拟装置还包括：

移动平滑模块，用于对目标过载参数进行移动平滑处理；目标过载参数包括飞机过载飞行状态从前至后目标x轴方向过载分量、从左至右目标y轴方向过载分量以及头足目标z轴方向过载分量。

验证模块，用于将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中进行验证。

在一些可选的实施方式中，移动平滑模块包括：

获取单元，用于获取目标过载参数的增长率。

第六计算单元，用于计算在预设平滑参数值下增长率的移动平均值。

在一些可选的实施方式中，验证模块包括：

输入计算单元，用于将三轴载人离心机过载模拟的三轴角度、角速度及角加速度输入至运动学正问题模型中得到三轴载人离心机的计算过载参数。

验证单元，用于将计算过载参数与目标过载参数进行比较，验证计算过载参数与目标过载参数的一致性。

上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中的三轴载人离心机过载模拟装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图15所示的三轴载人离心机过载模拟装置。

请参阅图16，图16是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图16所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图16中以一个处理器10为例。

处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

其中，所述存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使所述至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

该计算机设备还包括输入装置30和输出装置40。处理器10、存储器20、输入装置30和输出装置20可以通过总线或者其他方式连接，图16中以通过总线连接为例。

输入装置30可接收输入的数字或字符信息，以及产生与该计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等。输出装置40可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。上述显示设备包括但不限于液晶显示器，发光二极管，显示器和等离子体显示器。在一些可选的实施方式中，显示设备可以是触摸屏。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。