多自由度目标姿态模拟系统的研究与设计

发布时间：2021-04-12 03:11

　　多自由度高速移动机构是链路项目中重要的姿态模拟设备,旨在完成武器性能的测试实验,其性能的优劣直接关系到测试结果的可靠性和可信性,在武器系统研发过程中起到决定性作用。本论文主要完成模拟系统的关键部分——控制系统的相关设计工作。本论文首先根据设计指标要求确定了PC机+运动控制卡的半闭环控制方式,设计了包括人机交互系统、驱动系统和运动执行系统的三层结构。而后根据该结构对系统的硬件和软件分别进行了详细设计。其次,建立了控制系统的数学模型,通过Matlab对系统速度控制和位置控制进行了仿真分析,仿真结果表明系统速度精度、定位精度均满足指标要求。最后,本文搭建了性能测试装置,完成了性能测试实验,测试结果表明该多自由度目标姿态模拟系统的速度精度、定位精度等各项性能均满足指标要求。多自由度目标姿态模拟系统的控制系统控制精度高,控制简单、可靠。经过多次运行测试,设备运行状态良好,达到了设计指标要求。 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 论文研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要研究内容与工作
2 姿态模拟系统总体设计
    2.1 系统设计要求
    2.2 系统总体方案
    2.3 机械执行系统
    2.4 姿态模拟控制系统方案
        2.4.1 控制方案的分析与确定
        2.4.2 控制方式的分析与确定
        2.4.3 控制系统结构设计
        2.4.4 控制模式设计
    2.5 姿态模拟系统的控制系统软件方案
        2.5.1 上层控制软件
        2.5.2 底层驱动软件
    2.6 本章总结
3 姿态模拟系统的控制系统硬件设计
    3.1 主要硬件的选择
        3.1.1 运动控制卡的选择
        3.1.2 伺服电机及其驱动器的选择
        3.1.3 PLC控制器的选择
    3.2 控制系统硬件结构的搭建
    3.3 驱动器接口说明
        3.3.1 移动伺服驱动接口说明
        3.3.2 摆动伺服驱动接口说明
    3.4 手动控制硬件设计
    3.5 四种动作硬件设计
        3.5.1 横向及竖向电路设计
        3.5.2 上下摆动及左右摆动电路设计
    3.6 本章总结
4 姿态模拟系统的控制系统软件设计
    4.1 总体设计
        4.1.1 系统软件运行框架
        4.1.2 Trio软件运行流程
    4.2 上层控制软件测试程序简介
    4.3 底层驱动软件程序——Trio软件程序
        4.3.1 主程序
        4.3.2 归零子程序
        4.3.3 手动子程序
        4.3.4 点动子程序
        4.3.5 实验模式子程序
        4.3.6 位置模式子程序
    4.4 本章小结
5 姿态模拟系统的控制系统仿真
    5.1 系统模型
        5.1.1 控制系统的一般模型
        5.1.2 运动速度分析
        5.1.3 PID参数整定
    5.2 横向移动的建模与仿真
        5.2.1 横向移动速度仿真分析
        5.2.2 横向移动位置仿真分析
    5.3 竖向移动的建模与仿真
        5.3.1 竖向移动速度仿真分析
        5.3.2 竖向移动位置仿真分析
    5.4 本章小结
6 姿态模拟系统的性能指标测试
    6.1 行程测试
    6.2 定位精度测试
    6.3 速度精度测试
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 创新工作
    7.3 展望
附录
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果等
致谢



本文编号：3132495