RTX的三轴仿真转台实时控制软件设计与实现

本文以实际应用为背景,针对三轴仿真转台控制系统实时性,稳定性需求,研究了基于RTX的实时控制系统的设计和实现方法.依据RTX实时控制的基本原理,并根据转台控制系统要求,采用“Windows+RTX”综合软件平台,设计并实现了转台控制系统实时软件.实验证明,基于RTX的三轴仿真转台实时控制软件达到了系统的设计指标,实时性...     

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.     

基于四象限探测器的红外导引头目标捕获和跟踪系统

设计的红外导引头主要为激光半主动制导半实物仿真系统的目标捕获装置,它的性能直接影响整个半实物仿真系统的定位精度。首先在详细分析了导引头的性能指标基础上设计一套红外导引头的光学系统,并用ZEMAX验证了光学系统设计的可行性;同时设计了四象限探测器的处理及采集电路,实现了目标方位信息的捕获;最后结合三轴运动转台的控制实现了目标的跟踪。本系统经实验验证能够在实验室环境下完成对激光目标模拟器的捕获和跟踪。     

基于Stewart平台虚轴机床运动学研究

以Stewart平台机构为基础 ,将 6杆 6自由度的Stewart平台机构演变成 3杆 3自由度的Stewart平台的简化形式 ,并将该机构与机床结构相结合 ,建立了 3自由度虚轴机床的结构模型。运用机构运动学与数学理论 ,建立了虚轴机床运动学方程 ,分析了机构结构参数对机床作业空间的影响 ,并通过计算机仿真画出了各影响因素与作业空间的关系曲线。对虚轴机床的活动平台在空间运动时关节摆角的变化规律进行了研究。为了从理论上进一步验证虚轴机床作业空间的分析结果 ,运用Matlab软件对虚轴机床的作业空间进行了计算仿真。从而 ,确定了该虚轴机床在空间中X、Y、Z三个方向的运动范围。为在机床领域合理利用机器人技术作了基础研究工作。     

基于二维搜索的Stewart平台工作空间分析方法

为了在不影响分析精度的前提下,减小利用空间搜索法进行Stewart平台工作空间分析过程中的计算量,提出一种利用Newton Raphson方法对Stewart平台单自由度运动范围进行求解的数值方法.将该方法应用在Stewart平台工作空间的研究中,实现了利用二维空间搜索法对工作空间的分析,与传统空间搜索方法相比,减小了搜索维数和计算量.通过算例证明,二维空间搜索法能够快速准确地计算出Stewart平台在不同位姿下的工作空间,利用二维空间搜索法可以对工作空间的其他子空间进行分析,并且该方法还可以应用在其他形式并联机构的工作空间分析中.     

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.     

一类特殊的Stewart机构的位置正解

讨论了一种上、下平台相似且对应顶点相联的 Stewart 机构.给出了这种形式的Stewart 机构的正位移分析的封闭解,并且发现,当上平台的6个顶点在同一二次曲线上时,机构变为几何异形机构,此时不论机构处于何种位置都是奇异的.用数值实例验证了这个结果.     

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.     

基于球面三角学的球面并联机构位姿正解

用球面三角学的方法求3自由度球面并联机构的位姿正解，使其平面化。找出了能确定Stewart平台3自由度运动的2个输出变量，使求解工作大为简化。用消元法解决了一般3自由度球面并联机构的位姿正解问题。以正交3自由度球面并联机构为例，进行实例分析，导出了简洁的位姿正解显式解析式，完全解决了该机构实时控制的问题。     

Stewart平台雅可比矩阵分析

通过Stewart平台的运动学分析,推导出雅可比矩阵公式,并通过仿真结果对其物理意义进行验证。     

组合陀螺测试系统的设计与实现

为提高惯性导航系统的主要性能参数精度,运用IFOG测试标准规范的性能指标测试方法,在PXI硬件测试平台和SGT320E型三轴多功能转台上,通过建立LabVIEW的信号处理模块,设计出了单轴光纤陀螺测试系统.实验结果表明：测试系统实现了光纤陀螺组合的电压/电流监测,电压、电流偏差低于10%;完成了PXI控制系统对转台转速、方向的控制和光纤陀螺的标度因数、零偏、分辨率等性能指标的测试功能,得到测试标度因数精度为±10%,零偏小于0.2°/s,分辨率小于0.03°/s.     

基于ADAMS与MATLAB的Stewart次镜平台联合仿真

Stewart平台调整次镜位姿补偿像差,是提高空间相机成像质量的有效方法。为验证Stewart次镜平台机械及控制系统的可行性、正确性、提高设计效率,基于ADAMS与MATLAB接口技术,建立了Stewart平台机械与控制系统机电混合模型,进行了机电联合仿真研究。首先,对Stewart次镜平台进行了运动学理论分析,建立了运动学数学模型;然后,在ADAMS中建立了Stewart平台虚拟样机并进行运动学仿真,ADAMS中仿真结果与理论计算一致;再将ADAMS中Stewart平台动力学模型导出并嵌入MATLAB中,建立了机电联合系统模型;最后,以典型的阶跃和正弦位姿轨迹信号,对Stewart平台的位姿调整性能进行了仿真研究。仿真结果表明,Stewart次镜平台具有较高的稳态精度和较好的动态性能,仿真参数和数据为Stewart平台的研制提供了必要的设计依据。     

基于误差敏感分析的Stewart平台参数辨识方法

针对Stewart平台参数辨识问题,提出基于误差敏感分析的参数辨识方法．通过建立Stewart动平台在不同位置点的位姿误差模型,得到Stewart平台结构参数辨识方法,该方法解析了Stewart平台在不同位姿下,结构参数变化及对其输出的敏感性．利用数值法构造出误差影响敏感矩阵,可辨识系统结构参数．通过实例计算与修正,Stewart平台位置误差从4.8 mm降到到1.12 mm,角度误差从5.4°降到1.05°,验证了该辨识方法是有效可行的．     

Stewart平台结构设计

介绍了用倒置的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构设计的并联机床动平台的结构设计,实际应用证明,所设计的动平台既简便了加工,又能保证精度,并能满足并联机床最大工作空间的要求。     

车载激光通信稳瞄转台动力学建模与仿真

通过建立稳瞄转台的动力学模型,求解出各个框架的运动规律以及稳瞄转台内部各框架之间的耦合力矩关系。从不同角度分别分析载体平台中扰动对视场轴以及结构因素对稳瞄转台稳定精度的影响,并使用ADAMS对稳瞄转台进行仿真,研究载体耦合作用对转台运动的跟踪精度影响。     

潜器Stewart平台动力学仿真

建立了Stewart平台的动力学模型,对潜器的动力学特征进行分析,对其运动进行动力学仿真研究.以Stewart平台的任意支腿为研究对象,考虑各支腿的重力和惯性力,利用牛顿-欧拉方法建立了支腿及动平台的力和力矩平衡方程,推导出了Stewart平台的动力学方程及支腿所受的支反力.以潜艇模拟器并联机构为例,运用动力学模型进行了实际计算并绘制了支腿驱动力的变化曲线,将驱动力与支腿运动速度相乘得到支腿功率输出的变化曲线,为液压油缸的功率设计提供了依据,也为潜器的精确动力学解耦奠定了基础.     

某型飞机飞行训练器的设计与实现

针对当前某型飞机训练器研制成本很高、难以配置多台以实现多机协同飞行模拟训练的现状,从现有仿真技术水平出发,设计和实现了基于HLA的分布式某型飞机飞行训练器.介绍了此训练器的硬件结构和工作原理,并着重介绍了系统中各软件模块的开发与实现.实践证明,该训练器作为全任务模拟器的配套训练系统,在满足正常训练要求的条件下,系统成本低,使用费效比高,并具有良好的可扩展性.     

基于Kalman滤波算法角度测量信号融合技术研究

针对车载激光通信转台姿态角控制中陀螺仪传感器存在漂移误差等问题,提出了以陀螺仪传感器和加速度传感器作为测量元件对车载转台的姿态角进行测量的方法,并在MATLAB软件平台上建立卡尔曼滤波器将传感器采集的信号进行融合,以加速度传感器输出的姿态角信息对陀螺仪测量的姿态角进行修正、补偿,以提高姿态角测量的精度。通过建立试验系统完成测试,结果表明：应用Kalman滤波算法对陀螺仪和加速度传感器信号进行融合后,有效地减小姿态角的测量误差,为准确获得转台姿态角信息提供了理论依据。     

系统可靠性分析与综合评定平台研究

大型复杂系统的可靠性分析与综合评定一直是可靠性技术发展的重要研究方向之一.应用最新的可靠性分析理论、系统综合评定技术及采用混合语言编程,建立了基于Windows98以上版本的软件平台.平台系统由故障树分析、可靠性建模与自动评估、模型确认、单元评估、系统综合与评估、数据库及其管理系统共6个模块组成.对航天员系统装船产品的可靠性分析和系统综合评估应用表明,该系统可靠、实用,操作简单,维护方便,大大提高了评估效率和精度.该平台软件具有通用性,可望在更多领域推广使用.