随着对倾转旋翼飞行器的深入研究,倾转旋翼的气动特性、动力学特性、旋翼/机身间的气动干扰等课题方面已有一定的理论成果出现。为了对这些课题进行深入研究和试验验证,我校直升机旋翼动力学国防科技重点实验室着手建造了倾转旋翼模型实验台。本文就是结合倾转旋翼模型实验台的建设,设计/研制其上的旋翼操纵控制系统。旋翼的操控由三个驱动机构构成的三个通道来共同完成。根据实验台的技术要求,设计了整个驱动系统方案。对由直线电机构成的单通道三环位置伺服系统进行了设计和仿真。分析了旋翼运动的动力学特性、系统力耦合关系,并根据结构不变性原理对由旋翼运动产生的动态载荷提出了补偿方法。分析了作为驱动装置的直线电机的工作原理、结构、工作状态以及对它的控制。对控制器的使用和改造以及同步电机的变频调速作了阐述。对位置传感器(霍尔传感器)的原理和使用做了说明。给出了旋翼桨距与直线电机位移之间的转换矩阵系数的求取过程。对上、下位机通信协议作了分析,用面向对象设计的C++语言编写了整个系统的监控软件,主要实现了系统的自检、初始化,旋翼桨距的控制,变换矩阵和实验数据的显示、存储和打印等功能。