本文密切结合模拟过载动感座椅的开发需求,以一台三自由度模拟过载动感座椅为对象,系统的研究了座椅的动力学模型与性能分析、动力学操作度优化设计、过载激励算法及控制策略,并通过实验验证了所提出的过载激励算法及控制策略的可行性及工程有效性。具体内容如下:研究了运动构件上作用力等效规则,利用虚功原理建立了线性格式的座椅背板逆动力学模型,并分析了座椅背板机构的动力学操作度分布及最大加速度分布等动力学性能。提出一种基于动力学操作度椭球和广义惯性椭球指标的机构全工作空间动力学操作度指标,并基于该指标对座椅背板机构进行了优化设计,改善了机构的动力学操作度分布及最大加速度分布等方面的动力学性能。研究了飞行员的动力学模型,分别建立了飞机及座椅中对运动和身体负载的运动过载综合感觉模型,并结合座椅运动限制方程及输入状态方程,基于最优化方法,提出了适用于过载座椅的最优过载激励算法。该算法与现有经典滤波算法及自适应算法相比,提高了座椅响应速度及飞行感觉逼真性。建立了座椅的单支链被控对象综合模型,对位置环控制器进行了重新设计,提高了系统的响应性能。在位置控制的基础上,提出了力位并环控制策略,构造了力位并环控制子系统,实现了模拟过载动感座椅的支链位置精度及力效果的同时控制。研究表明,力位并环控制对支链运动的位置控制及力控制均有较好的效果,同时满足了座椅的位置控制性能及力控制性能的要求。对模拟过载动感座椅的过载激励及控制精度分别进行了实验研究,研究结果表明最优过载激励算法能得到与实际飞行过载轮廓曲线相似的座椅位置激励响应,并验证了力位并环控制策略在座椅控制应用的工程有效性。位置跟踪实验验证了座椅在不同飞行模拟状态下的位置控制性能,综合飞行模拟实验则表明本文开发的模拟过载动感座椅满足实时飞行模拟的要求。本文研究结果为其它模拟过载动感座椅的开发与控制提供了理论和技术基础。