【摘 要】
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随着国防科技的迅速发展,半实物仿真技术在武器研制定型中发挥的作用日益重大。本文中的四自由度目标姿态模拟系统也是半实物仿真领域的实际应用,用于模拟某飞行器的飞行姿态
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随着国防科技的迅速发展,半实物仿真技术在武器研制定型中发挥的作用日益重大。本文中的四自由度目标姿态模拟系统也是半实物仿真领域的实际应用,用于模拟某飞行器的飞行姿态。其原理是按照给定的控制指令,使喇叭天线在运动过程中以一定的速度达到不同的位置,从而达到模拟某飞行器飞行姿态和轨迹的目的。能否对飞行器飞行姿态和飞行轨迹进行准确控制直接关系到制导的精确性,因此,对系统中喇叭天线的各性能指标进行测试是非常重要的。近年来,有关多自由度姿态模拟的系统层出不穷,但其结构形式比较单一,性能指标要求较少,在某种程度上都不能满足本系统的要求,故本文针对性能指标要求,对本系统进行定制开发。主要内容如下:首先,本文对已有的姿态模拟系统进行查阅和研究,在此基础上,依据本课题的指标要求提出一套完整的设计方案,包括系统运行的方式、机械结构的设计、伺服控制系统的设计等。在机械结构设计方面,采用模块化的设计思想,对系统各自由度的尺寸和结构进行详细设计,并建立系统的三维模型;随后运用ANSYS软件对整体结构进行静力学分析,校核各部分的强度是否足够。至此完成了系统的机械结构部分的设计。其次,对系统控制原理进行设计,并对主要电路原理图进行设计,完成控制系统硬件电路的搭建;为满足用户的不同需求,进一步设计控制系统的控制模式和运行流程。在此基础上,对典型自由度的各组成部分建立数学模型,并最终求解出系统的传递函数模型,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对模型进行仿真,验证模型建立的正确性和控制系统设计的可行性。最后,在系统物理样机的基础上,对喇叭天线的各项性能指标进行测试,详细给出各指标的测试方法和测试数据,并对结果进行分析,表明各项指标均能满足要求,且均在误差范围之内。综上所述,所设计的机械结构能够满足运动和强度要求;控制系统能够满足精度要求,测试数据具有一定的可信度;故本系统定制开发的完成,在一定程度上拓展了姿态模拟系统的结构形式,也为后续类似课题的研究提供了借鉴。
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