基于二次穩(wěn)定理論的三軸模擬試驗臺控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、飛行仿真轉(zhuǎn)臺是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的關(guān)鍵測試設(shè)備，用來真實復(fù)現(xiàn)飛行器在空中飛行時的角運動情況，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真和測試實驗的可靠性和置信度。因此，仿真轉(zhuǎn)臺是保證航空、航天產(chǎn)品和武器精度的基礎(chǔ)，對國防事業(yè)發(fā)展有著重要的意義。本文是以實際工程項目——三軸模擬試驗臺控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)為背景展開的。首先，本文介紹了課題的來源及研究目的，在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜合了國內(nèi)外仿真轉(zhuǎn)臺的發(fā)展歷程及現(xiàn)階段的研究概況。根據(jù)工程要求及系統(tǒng)的實際特性，

2、本文闡述了三軸模擬試驗臺控制系統(tǒng)的組成，各部件的參數(shù)性能以及系統(tǒng)總體的控制思想，采用優(yōu)化的數(shù)字PID控制算法來實現(xiàn)工控機、智能伺服控制卡和模擬控制卡相配合的三級控制，提出了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三環(huán)結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)，來確保系統(tǒng)的良好控制性能。其次，本文論述了系統(tǒng)的驅(qū)動元件——無刷直流電動機的工作原理及其特性，建立了電機理想的數(shù)學(xué)模型，分析了控制對象的不確定干擾因素。針對摩擦力矩擾動、系統(tǒng)參數(shù)攝動等非線性干擾對模擬試驗臺控制系統(tǒng)的影響，設(shè)計

3、了基于二次穩(wěn)定理論的三軸模擬試驗臺系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制器和PID控制器并進(jìn)行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，基于二次穩(wěn)定理論的控制器克服了摩擦力矩干擾以及轉(zhuǎn)動慣量攝動對三軸模擬試驗臺系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)了試驗臺轉(zhuǎn)角的精確控制，滿足了高精度飛行仿真伺服系統(tǒng)的魯棒控制要求。最后，本文詳細(xì)描述了控制系統(tǒng)的工程實現(xiàn)方案，介紹了智能伺服控制卡，模擬控制卡和聯(lián)合通信控制卡的硬件功能及其實現(xiàn)過程，編制了系統(tǒng)部分的軟件程序。參照項目的指標(biāo)，對三軸模擬試驗臺控制系統(tǒng)的