三轴飞行仿真转台总体设计及其关键技术

本文在ＨＩＴ─１型三轴仿真转台研制的基础上，探讨了各种三轴仿真转台的总体布局型式、驱动元件种类和控制方案等总体设计方面的问题。从分析飞行仿真转台的４大技术指标──高频响、超低速、宽调速、高精度入手，分析了执行元件、机械台体、液压系统、控制技术等方面对上述指标的影响和解决措施，进而分析出研制仿真转台的关键技术。

基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器

针对飞行仿真转台中干扰观测器(DOB)对等效干扰项估计不足而影响跟踪精度的问题,提出一种基于DOB的滑模变结构控制器(SMVSC).它引入了附加干扰补偿项以及跟踪指令的速度信号和加速度信号,定义了一种新的滑模趋近律形式,并满足系统广义滑模存在条件.通过某单轴飞行仿真转台的实验结果表明,与传统的比例微分(PD)控制器+DOB方案相比,该控制方案提高了跟踪精度,同时,对系统参数变化和力矩扰动也具有更强的鲁棒性.

三轴仿真转台的总体设计与关键技术研究

本文针对某型三轴仿真转台任务，设计并实现了三轴仿真转台系统的硬件和软件。并且对三轴仿真转台中的难点问题进行了研究，提出了解决方案，通过实际调试证明了该设计和关键技术解决方案是正确的，该系统达到了设计指标要求。

三轴飞行模拟仿真转台的设计及控制问题研究

论述了三轴仿真转台的总体设计布局、驱动元件及控制方案等问题,分析了影响转台控制系统性能的因素并提出了相应的解决措施。最后,对转台最重要的指标之一低速问题进行了详细的探讨。

三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素 .采用MATLAB中simulink的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法 .运用多刚体系统运动理论和拉—欧方程建立了系统动力学模型 ,提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法 ,利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器 ,运用MATLAB软件的仿真工具箱 ,对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真 。

轴仿真转台指向误差的建模研究

运用杆、副误差矩阵来描述三轴仿真转台的各项误差,详细阐述了三轴仿真转台的坐标系建立过程,建立了三轴仿真转台指向误差的数学模型,为进行三轴仿真转台的精确度分析奠定基础.

三轴仿真转台的建模与仿真

在分析三轴仿真转台机械装置动能的基础上，利用力学拉格朗日方程推导出较准确的运动方程。利用电机和阀控液压马达的方程式，给出三轴转台系统的微分方程，利用MATLAB进行数学仿真。此数学模型可作为设计和调试三轴仿真转台控制器的基础。

三轴虚拟仿真转台系统设计及实现

该文主要采用虚拟样机技术,利用ADAMS软件实现三轴虚拟仿真转台系统的开发设计。该系统通过机械模型调用接口,将转台零件图形库调入软件平台实现模型装配;再通过ADAMS与MATLAB软件之间的仿真接口,将控制器调入转台样机;最终实现机械模型和控制方法的联合仿真分析,获得虚拟转台的特性,包括样机传函和三框运行动静态精度等特性状况。

新型仿真转台用连续回转电液伺服马达

该文介绍了一种新型仿真转台用叶片式无脉动连续回转电液伺服马达的工作原理 ,简要地说明了该马达在提高超低速、高频响、宽调速、高精度等性能指标方面所具有的优势 ,并通过马达性能实验进行了验证。

三轴飞行仿真转台自适应复合控制方法

针对三轴飞行仿真转台高精确度伺服系统中存在的由于系统模型参数变化,以及外部扰动、摩擦引起的不确定性和非线性,提出基于模型参考自适应的复合控制方案。该方案具有连续自适应、离散自适应和复合控制方法的优势,通过自适应增益的调整及数字前馈控制的引入,能够消除内外部干扰产生的误差,保证系统在宽频带范围内的跟踪性能和控制精确度。实验结果表明,提出的控制方案能够有效地补偿转台系统外部扰动、摩擦引起的非线性和不确定性,拓宽了系统频带,将转台双三指标(频率特性幅值介于-0.264 6～0.257 6 dB之间,相位特性介于-3～3°之间)由4.5 Hz拓展到10 Hz以上,同时,该方案控制结构清晰、响应速度快、实时性好,控制器设计简单。

三轴仿真转台误差建模与分析

基于多体系统运动理论建立三轴仿真转台系统的误差模型,研究了三轴转台有误差情况下的基本运动规律。针对仿真转台的结构和工作原理,详细地分析了影响转台设备的指向精度和中心位置精度的各项几何误差,并利用仿真的方法比较了这些误差项对转台定向和定位精度的影响效果。此方法也可为仿真实验的误差分配、误差补偿提供理论依据,以提高仿真试验整体精度。

液压仿真转台的PFC-PID串级控制

针对三轴液压仿真转台系统难以获得精确数学模型,存在较大参数变化和各种干扰,常规控制方法难以获得良好控制效果的特点,找到一种适合三轴液压转台的预测函数控制(PFC)策略,并与PID控制相结合,提出PFC-PID串级控制并应用于液压仿真转台系统。系统内回路采用PID控制克服各种干扰,内回路和液压仿真转台对象构成PFC的广义被控对象,对广义被控对象采用PFC控制拓展系统频宽,改善系统性能。对三轴液压仿真转台的仿真研究结果表明了该方法的有效性和优越性。

飞行仿真转台的完全跟踪控制

针对飞行仿真转台中传统插值和前馈方法对系统性能的限制问题,引入了完全跟踪控制策略.论述了飞行仿真转台完全跟踪控制器的设计方法.本文利用多速率采样系统的特性构造转台系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵,从而避免了采用近似逆模型的传统方案以及插值带来的限制,实现完全跟踪.利用鲁棒内回路补偿器理论以及系统动态跟踪误差的解析式分析说明了该方法在实际系统中存在建模误差、干扰和噪声的情况下,仍然能够保证系统的动态跟踪精度和良好的鲁棒性.对实际系统进行了设计与实验,结果证明了该方法的有效性.

三轴仿真转台动态性能对仿真试验影响分析

在雷达对抗装备的技战性能检测仿真中,三轴仿真转台主要用来模拟飞行器在空中的运动姿态其动态性能直接影响仿真试验的测试精度和测试结果可信度。在介绍三轴仿真转台基本结构原理的基础上,分析了转台的动态性能指标,建立了转台传递函数模型。最后利用一个导弹攻击目标实例,分析了三轴仿真转台动态精度对反辐射导弹仿真试验精度的影响。

高精确度飞行仿真转台内框控制摩擦补偿研究

为了实现高精确度飞行仿真转台直流力矩电机驱动内框的低速伺服目标,提出了在输入前馈和闭环PID控制的复合控制基础上构建Stribeck摩擦模型的等效控制电压模型进行摩擦超前补偿策略。首先针对转台内框伺服特性分析设计了复合控制策略;其次针对常规基于Stribeck模型摩擦补偿方法的不足和实验法辨识模型参数难的特点,提出利用转台内框本身的部件直接测定摩擦超前补偿的控制电压模型,并给出了3个关键参数的测定办法;最后将设计好的控制器用于内框低速伺服。实验结果表明,系统响应幅值为0.03,°频率为0.000 5 Hz三角波时跟踪误差在95%时间内在0.000 1°内,并对其他形式信号也有很高的动态跟踪精确度,从而证明在以非线性摩擦为主的扰动条件下所设计的控制策略能实现内框高品质低速伺服。

武装直升机火控系统仿真转台的控制系统设计研究

针对武装直升机火控系统的特点,设计研制了一种可用于对其仿真实验的三轴电动仿真转台。在介绍该转台主要性能指标的基础上,提出了武装直升机火控系统仿真测试转台的控制系统总体设计方案,对控制系统的软件设计进行了详尽描述,上位机采用了先进的VxD技术,上位机与下位机的通讯采用了双缓冲机制。含实物仿真实验表明,该仿真转台的整个控制系统具有很高的控制精度,功能完善,可维护性好,已完成了多种型号武装直升机火控系统的重大试验任务。

基于DSP的飞行仿真转台控制系统

文章介绍了一种新型的基于高速数字信号处理器(DSP),以永磁同步电动机(PMSM)为驱动部件的飞行仿真转台控制系统的原理及构成,并介绍了控制系统的硬件和软件结构。给出了一些实验结果。

仿真转台解耦的鲁棒自适应模糊化设计

基于非线性微分几何理论,针对仿真转台设计了一种鲁棒自适应模糊化解耦控制器,该设计方法在保证系统稳定性和鲁棒性的同时,通过对传统的鲁棒滑模控制进行自适应模糊化补偿,消弱了控制器的抖振,而且保证了转台解耦的有效性,该方法设计简单、实用,通过仿真验证了该设计方法的正确性。

飞行仿真转台框架结构动力学优化设计

针对某型号仿真转台台体框架,基于保证框架刚度和降低框架转动惯量的优化目标,利用有限元分析软件对其进行模态分析和模态修正,得到了框架各方向一阶固有振型频率基本一致的优化结果。在保证一定刚度的条件下进一步降低了框架的转动惯量,为框架结构优化设计提供了重要参考。

飞行仿真转台的一种新型前馈跟踪控制

针对飞行仿真转台系统,提出了一种新型的前馈控制器的设计方法,并对时间常数τ给出了迭代算法。该控制器适用于数字非最小相位系统,且控制器的实现不需要指令信号的超前信息,校正后的系统在低频段相移近似为零,增益近似为1。以某飞行仿真转台系统为例进行了数字仿真,仿真结果表明了该控制器的有效性。