电液三轴飞行转台控制系统软件设计

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1、硕士学位论文电液三轴飞行转台控制系统软件设计SOFTWAREDESIGNFORCONTROLSYSTEMOFELECTRO-HYDRAULICTHREE-AXISFLIGHTSIMULATOR孔洁哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TP273.2学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文电液三轴飞行转台控制系统软件设计硕士研究生：孔洁导师：董彦良副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273.2U.D.C

2、:681.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSOFTWAREDESIGNFORCONTROLSYSTEMOFELECTRO-HYDRAULICTHREE-AXISFLIGHTSIMULATORCandidate：KongJieSupervisor：ViceProf.DongYanliangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatron

3、icsEngineeringDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要三轴飞行转台是半实物仿真系统的关键设备，模拟飞行器的姿态运动，用于检测飞行器的制导系统性能，在军事、航天等领域广泛应用。随着惯性导航元件性能的不断提高，飞行器的动态性能指标和静态性能指标也越来越高，对三轴飞行转台的研制提出了新的要求。本文以电液三轴飞行转台的研制为研究背景，以软件工程方法学为理论指导，采用结构化方法学和面向对象思想，使用VisualStud

4、io2005C++编写设计一套三轴飞行转台专用的控制软件。在三轴飞行转台软件的需求分析中，本文分类描述了软件的开发环境需求、功能需求、以及非功能需求，从功能和数据域抽象软件逻辑模型，分析软件用例及软件流程。在软件的总体设计中，首先将软件划分为Win32和RTSS子系统，采用模块化方法将子系统划分为若干模块，采用抽象和求精的面向对象思想对模块进行了初步类设计，给出软件设计的分析类图。提出采用位置速度双闭环和前馈复合控制策略，对转台轴系运动控制模块的控制器结构进行设计。在软件的详细设计中，介绍了RTX环境下板卡驱动，信号发生器，基础环节数字算法的开发方

5、法，采用面向对象设计类的继承与封装，细化类的参数和操作，对程序进行算法设计，并设计用户交互界面。对内框轴系进行实验测试。建立内框被控对象的数学模型，通过功率谱辨识得到被控对象的数值模型和参数模型。利用被控对象的参数模型，对速度环及位置环前项通道控制器分别进行设计，并采用二阶前馈复合控制方式补偿系统的相角滞后。实验证明，控制软件设计实现了转台的良好运动伺服控制，轴系控制器保证了内框轴系达到性能指标要求。关键词：Windows+RTX；结构化；面向对象；数字控制器；转台-I-AbstractAbstractThree-axisflightsimulat

6、orisakeyequipmentofthesemi-physicalsimulationsystem,whichcanimitatetheattitudemotionoftheaircraftandtesttheperformanceofaircraftguidancesystem.Ithasbeenwidelyusedinmilitary,aerospaceandotherfields.Withimprovedperformanceofinertialnavigationcomponents,boththedynamicandstaticper

7、formanceofaircraftshavebeenimproved,thereforenewrequirementsonthethree-axisturntableareproposed.Onthebackgroundofelectro-hydraulicthree-axisflightsimulatordevelopment,usingstructuredmethodologiesandobject-orientedthoughtwiththetheoreticalguidanceofSoftwareEngineeringMethodolog

8、y,thispaperwilldesignathree-axisflightturntablecontrolsoftwar