平台运动特性模拟技术研究

论文摘要

飞行仿真转台是航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,本文所设计的三自由度飞行姿态模拟台是激光通讯过程中机载光端机的地面仿真测试设备,它可以模拟真实飞机飞行姿态,检测机载光端机捕获、对准、跟踪（APT）系统在动态实验状态下的性能。这样的地面仿真过程降低了激光通讯过程中的成本,却提高了实验的分析数据能力,飞行姿态模拟台的设计直接关系到仿真试验可靠性和置信度,所以对于飞行姿态模拟台设计提出了更高的要求。本文首先对国内外飞行仿真转台相关资料进行调研,基于现代交流伺服控制技术,研究设计了三自由度飞行姿态仿真转台的机电伺服控制系统。仿真转台控制系统采用上位机（工控机）+下位机（PCI-8134运动控制卡）的结构,应用研华PCI-8134四轴运动控制卡控制仿真转台实现方位、俯仰、直线三自由度运动。软件方面,在Windows操作系统下利用LabVIEW调取运动控制卡的底层函数进行软件开发,编写控制程序并建立人机操作界面,进行了测试系统动态响应性能的实验,结果符合任务要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外飞行仿真平台的发展现状
• 1.3 飞行仿真转台的分类
• 1.4 三自由度飞行仿真转台的主要技术问题
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第二章 三自由度飞行姿态模拟台系统总体设计
• 2.1 飞机实际姿态调研分析
• 2.2 三自由度飞行姿态模拟台性能指标
• 2.3 三自由度飞行姿态模拟台整体设计组成
• 2.4 转台的机械结构
• 2.5 三自由度飞行姿态模拟台机械结构载荷分析
• 2.6 运动控制系统的方案选择
• 第三章 三自由度飞行姿态模拟台控制系统硬件设计
• 3.1 电机的选型
• 3.2 运动控制卡PCI-8134介绍
• 3.3 模拟量采集元件的选择
• 3.4 测角元件与控制元件的选取
• 3.5 三自由度飞行姿态模拟台限位保护的设计
• 第四章 三自由度飞行姿态模拟台的伺服系统设计
• 4.1 伺服系统概述
• 4.2 PMSM永磁交流伺服电机性能分析
• 4.3 PID控制器设计
• 4.4 运动控制系统动态性能分析及PID参数整定
• 4.5 单杆模拟量采集信号分析及优化
• 第五章 三自由度飞行姿态模拟台的软件设计与实现
• 5.1 程序开发软件LabVIEW
• 5.2 软件设计流程
• 5.3 LabVIEW软件编程设计
• 5.4 人机交互界面设计与分析
• 总结
• 致谢
• 参考文献