基于无人机平台的制导控制半实物仿真系统研究

基于无人机制导控制一体化和实时仿真技术,设计了一种新的包括惯性导航系统、GPS系统、三轴转台、仿真计算机和显示监控系统等的半实物仿真系统.该系统运用仿真计算机采集导航控制一体计算机的输出信号,进行无人机运动学、动力学模型实时解算,并将姿态信息传输给三轴转台;三轴转台和惯性测量装置完成无人机航向、姿态等模拟;导航和控制计算机运用导航信息生成控制指令,传输到仿真计算机.试验结果表明:惯性导航算法设计合理,仿真步长1ms,控制信号误差小于1%,该系统可以实现微型化,模块化,改进后可应用到无人机的制导和控制系统中.     

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,结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性.     

基于RTX的目标跟踪算法性能评估系统

针对目标跟踪算法性能的评价,设计一种基于RTX的目标跟踪算法性能评估系统。该系统采用基于Windows+RTX的实时架构,通过对仿真转台的控制,使图像传感器以预设的规律运动,得到测量值与对应的运动轨迹标准值,最终输出测量值与标准值间的误差均方根作为评价标准。实验结果表明,该系统实现了在现实环境下对目标跟踪算法进行性能评估并给出精确的跟踪误差。     

Windows NT与实时扩展的仿真系统研究

为了提高仿真系统在分布、异构等复杂网络环境下的运行效率,以信息服务的实时性和可靠性为着眼点,提出了一种基于Windows NT与实时扩展的仿真系统架构及其实施方案.在该架构中,运用单播和多播的实时仿真以太网,结合半实物接入的需求,实现了基于广播内存网的半实物接入网络.同时为满足仿真信息的实时性要求,构建了基于RTX内存数据库的试验数据库.测试和分析结果表明,该仿真平台具有良好的可靠性和可扩展性,可满足复杂仿真系统对实时性的要求.     

基于MIT的伺服转台系统自适应控制

伺服转台作为一个高精度的位置随动系统,提高其对高速目标的跟踪精度已经成为研究伺服转台的重要课题。针对这一问题,采用模型参考自适应控制的方法对伺服转台进行控制,基于MIT理论计算得到自适应控制律,完成控制系统的总体设计,最后使用Matlab/Simulink仿真软件对控制系统的性能进行仿真验证。结果表明,基于MIT理论设计的自适应控制系统结构简单,易于实现,且能够有效的提高伺服转台控制系统跟踪精度。     

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，结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性。     

基于单片机的两轴转台控制系统

通过基于单片机的两轴转台控制系统设计,采用单片机编程,依据控制信号的变化情况设计了前馈补偿系统,将PID复合校正控制算法应用于转台控制系统中,使转台具有更好的动、静态性能,更好地模拟飞行器的飞行状态,仿真实验结果证实了其可行性.     

基于RTX实时环境的快速原型系统设计

文章设计了基于RTX实时系统(Windows嵌入实时内核)、以Simulink为模型开发工具的快速原型仿真系统。该系统能够快速将Simulink模型转化为RTX环境下实时模型,并能够实现Simu-link模型自动编译与下载、仿真参数在线修改、仿真数据实时存储、自动分布仿真、仿真工程管理功能。通过SimuLink自带模型仿真,验证了该系统的可靠性、仿真的准确性。     

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,详细的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。     

基于嵌入式实时操作系统RTX51的软件系统设计

RTX51是工作在MCS51单片机上的小型嵌入式实时操作系统,该操作系统具有运行速度快、硬件要求低、使用灵活、便于移植与编程等优点,在单片机的软件开发中得到越来越广泛的应用。介绍了RTX51的基本原理,分析了RTXSl对任务的管理机制,以智能电子镇流器控制系统为例,详细分析了基于RTX51的软件系统的设计方法。     

基于模糊规则切换的转台伺服系统研究

以三轴转台伺服控制系统为研究对象,设计了一种基于模糊规则切换的模糊控制和模糊PID控制相结合的复合控制器.该控制器具有模糊控制超调量小、稳定性和鲁棒性好以及PID控制快速性、精度高的优点;基于模糊规则的切换保证了2种控制方法之间的平滑过渡,避免了阈值切换导致的系统不稳定.仿真结果表明,与传统PID控制相比,该复合控制方法能够有效提高三轴转台伺服控制系统的动态性能和鲁棒稳定性.     

Numerical Modeling of a New Flight Simulator Enabling Continuous 360-Degree Spinning and Translational Motion

一种新型可实现360°旋转和平动的飞行模拟器的数值模拟

周跃发¹,李涛¹,毕再林¹,周文博²,陈群凯¹,张治勇1

（1.哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院,哈尔滨 150001;

2.伦敦大学学院 心血管工程实验室,英国）

摘要：

本文提出一种新型的飞行模拟器,介绍了基于逆运动学方法和Newton-Euler方法的模型,对模拟器的运动学和动力学进行理论分析,并在Simulink平台上进行仿真分析。理论和仿真结果表明,该飞行模拟器不仅可以实现六自由度运动,而且座舱可以实现360度空间旋转,在较大程度上恢复了飞机在空中飞行的复杂运动。飞行模拟器有助于飞行员在实验室获得更好的训练,本文的研究成果对飞行模拟器的设计和分析有一定的参考价值。

关键词：三轴转台;多自由度;飞行模拟器;牛顿-欧拉方程;数值模拟

     

基于TMS320F2812的多轴运动控制系统研究

为了增强运动控制系统的通用性和可移植性,实现速度、位置、转矩的精确控制,采用TMS320F2812作为控制板核心处理器,结合点胶应用,构建一套三轴自动化点胶运动控制系统.利用空间坐标变换的方法,把三维空间轨迹转化成二维平面轨迹,然后采用数据采样插补算法对平面圆弧进行插补计算,最后进行逆变换把结果转化到空间对应的进给数据.仿真和实际运行结果表明,该系统工作稳定,插补精确度高,满足工业要求.     

精密测试转台控制系统研究

以实际精密测试转台的设计实践为例,分析了控制系统的主要技术指标,并在实测对象特性的基础上抽象出了被控对象的数学模型,通过仿真和实际调试综合出了校正环节实际使用和仿真结果表明,完全满足控制的指标要求。     

基于电压无功功率与控制变量计算的VQC策略

在传统九区图策略的基础上,提出了根据变电站实时运行数据.通过潮流方程计算出控制变量的调节范围,并采取电容器优先动作的一种变电站电压无功控制(VQC)策略.仿真结果表明:与传统九区图相比,VQC策略满足电压无功调控的要求,能有效减少变压器分接头的调节次数.     

Axis intersection measurement of three-axis turntable with two crosshair targets

In order to measure three-axis intersection error, two crosshair targets were fixed in the inner axis frame of a three-axis turntable. Also a theodolite was used to point its telescope to the targets and to measure the horizontal angles when three axes were on equi-spaced angle positions. The calculation equations of the axis intersection were deduced from the mounting position of the theodolite, positions of two targets, angular positions of three axes, and the measured horizontal angles with the theodolite. Finally, a practical measurement is carried out on a horizontal three-axis turntable and error analysis is conducted.     

车载高精度两轴随动转台的设计与控制

设计并研制了车载高精度直驱控制两轴随动转台。以技术指标要求为基础,将车载高精度直驱控制两轴随动转台分为方位随动系统和俯仰随动系统,从随动系统结构设计、轴系精度、电机选项等方面进行了设计和分析。以方位随动系统为例阐述了随动系统的电气构成,建立了基于全数字控制驱动和高精度光电码盘的复合控制策略,对直流有刷力矩电机进行直接驱动控制。采用绝对式高精度光电码盘和增量式光电码盘一体化设计,详述了随动控制模块的电路设计和工作过程,试验结果表明该转台速度环、位置环具有良好的控制宽带和精度,并具有重量轻、承载大、架设撤收快等特点,满足高精度车载转台的要求。     

无驱动微机械陀螺信号处理电路工作带宽扩展

针对无驱动结构微机械陀螺的工作带宽进行理论分析,提出一种调整频带宽度的方案。然后利用MATLAB和PSpice软件进行仿真验证,最后利用安捷伦信号发生器81150A对调整前后的电路部分进行实验验证。实验结果表明,通过调整后整个信号处理电路的带宽得到了扩展,使得陀螺在工作频率范围内的信号可以无衰减地通过。这里采用的实验方法是信号发生器的静电驱动动态扫频测试。这种方法与传统采用MEMS三轴转台测试方法相比,更加简便,准确。