風(fēng)洞試驗(yàn)WDPSS支撐的模型運(yùn)動(dòng)控制建模仿真與實(shí)現(xiàn).pdf

1、繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)WDPSS是一種新型低速風(fēng)洞試驗(yàn)的模型支撐系統(tǒng)，其因靈活度高、模型支撐剛度大、對(duì)流場(chǎng)干擾小等諸多優(yōu)點(diǎn)而逐漸被認(rèn)識(shí)和認(rèn)可。本文針對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)控制的建模與仿真，根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)的要求開發(fā)了控制系統(tǒng)相關(guān)功能模塊，并對(duì)視覺系統(tǒng)采集信號(hào)進(jìn)行了有效濾波，為將WDPSS的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本文完成的研究工作與成果如下所述。
　　首先，針對(duì)WDPSS-8原理樣機(jī)，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析得出繩長與飛機(jī)模型位姿

2、之間的關(guān)系，根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立其動(dòng)力學(xué)模型，利用牛頓-歐拉法建立飛機(jī)模型的動(dòng)力學(xué)模型。綜合上述分析建立整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。為后續(xù)的運(yùn)動(dòng)控制仿真奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)WDPSS-8原理樣機(jī)進(jìn)行了全閉環(huán)控制方案的設(shè)計(jì)，包括控制對(duì)象的選取與控制規(guī)律的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)全閉環(huán)控制原理方框圖的建立，控制系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的推導(dǎo)。在MATLAB環(huán)境下，完成了運(yùn)動(dòng)控制仿真算法的設(shè)計(jì)，以飛機(jī)模型做俯仰運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行了仿真計(jì)算，并分析了繩拉力調(diào)節(jié)因

3、子對(duì)繩拉力的影響。對(duì)飛機(jī)模型做俯仰運(yùn)動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)剛度及其影響因素進(jìn)行了分析，提出了增強(qiáng)系統(tǒng)剛度的方案并進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　接著采用C/C++語言開發(fā)了一鍵“智能回零”的功能，使WDPSS-8樣機(jī)中的模型快速回到零位姿狀態(tài)，極大地提高了風(fēng)洞試驗(yàn)效率。同時(shí)，開發(fā)了六自由度運(yùn)動(dòng)控制模塊，包括可快速實(shí)現(xiàn)飛機(jī)模型特定運(yùn)動(dòng)的“特定軌跡運(yùn)動(dòng)”模塊和可靈活實(shí)現(xiàn)空間中任意點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的“自主運(yùn)動(dòng)”模塊，并通過試驗(yàn)對(duì)該模塊進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，基于