试析飞行仿真转台控制系统设计及软件实现

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文飞行仿真转台控制系统设计及软件实现姓名：于大吉申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈兴林20050601哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文以航天某研究所定制的三轴摇摆台研制工作为背景，对转台控制系统的设计和实现进行了研究，因此具有较高的工程意义。首先对飞行仿真转台的应用，组成和分类，性能指标和功能作了概述。其次，根据设计指标的要求，确定了本文研究转台的总体设计方案，包括机械结构设计、驱动元件设计、测量元件设计等几个方面的内容，并建立无刷直流力矩电机的数学模型，得到其简化的等效传递函数。通过实验测得转台的内、中、外三个轴的幅频和相频

2、特性曲线，根据对象特性曲线估算出对象的两个转折频率，然后采用古典参数辨识方法，分别辨识出三个轴的参数模型。然后，对转台精度和动态性能进行了分析，在此研究基础上设计了转台的控制系统，包括速度环和位置环的设计，设计的主要任务是展宽速度环的带宽，保证系统的快速性。而位置环在满足系统性能的前提时尽可能设计成窄带宽的。并对设计后的系统进行了仿真。编制了转台伺服控制系统的软件，经过全面测试，该系统各方面均达到了设计指标要求，圆满完成了配合仿真实验的任务。最后，针对WindowsNT操作系统实时性方面的局限，采用了强实时扩展软件RTX并加以分析，即可以满足软件操作系统界面的友好性，又满足了

3、转台控制系统的高实时性要求。关键词三轴摇摆台；控制系统；RTx：实时性堕玺篓三竺查耋三耋堡圭兰些丝兰AbstractThisdissertationisbasedontheresearchofthree．axisrotatingtable，whichiSmanufacturedforafactory．Thedesignandrealizationofcontrolsystemwhichisusedinrotatingtableisdevelopedinthisdissertation．Firstlythesignificanceofflyingsimulationtablei

4、sintroduced，thecomponents，classification，perfomaanceindexandfunctionofthetableissummarized．Secondly，bydesignspecificationthewholedesignschemesofthetableisputforward，mechanicalarchitecture，actuatorelementsandmeasurementelementsisdesignedi11thewholedesign．MathematicalmodelofbrushlessDCtorquem

5、otorisdeduced，whichisthebasisofthedesignimprovement．Thirdly,theaccuracyanddynamicsperformanceofthetableisanalyzed．Controlsystemofthetableisdesigned，whichincludesthedesignspeedloopandthedesignofpositionloop．moreover,thecontrolsystemissimulated．Thesoftwareofservocontroltothetableisprogrammed．

6、BydebuggingtesteveryindexwhichiSrequestediSsatisfied，andthemissionthatsimulationtestiSimplementedbytheservocontrolsystemisaccomplished．Finally,becausetheWindowsNToperationsystemhastheshortagetorealtimeproperty,realtimeexpansion(RTX)isused，whichmaysatisfywiththehighrealtimepropertywhichisreq

7、uestedbythecontrolsystemofthetable．Keywordsthree—axisrotatingtable，controlsystem，realtime，RTX，realtimeproperty-一II—哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1．1研究目的和意义第1章绪论航空、航天工业的发展水平是～个国家国力强弱的重要标志。航空、航天技术不但在国防领域有着举足轻重的地位，在人民的生活中也有着越来越重要的意义。随着空间技术和制造工艺水平的发展，人类对太空探索的深度和广度不断加深，对探索工