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随着光电技术的快速发展,光电雷达在各国的航空战略规划和建设上占据了越来越重要的地位。光电雷达采用光、机、电结合的机构作为其整体组件,利用随动控制部件完成机电控制以保证整体组件的稳定运行,是实现飞行器对目标进行捕捉、跟踪、瞄准的前提。由此可见,为随动控制部件提供一个全面、自动和易用的检测平台具有十分重大的意义。
以检测平台开发为目标,本文基于多体系统动力学理论和单闭环直流调速控制系统相关理论,利用ADAMS和MATLAB对随动控制部件的模拟负载进行了动力学分析和控制分析,并利用虚拟仪器技术初步开发设计了检测平台的软件系统。检测平台以机械式飞轮模拟负载作为负载模拟器,集数据采集、数据处理与分析、信息显示功能于一体,可以较好的满足随动控制部件出厂和使用过程中的检测需求。
本文基于以下几个方面进行了研究工作:
(1)针对具体的检测要求,详细分析了随动控制部件的外部接口后,将随动控制部件检测平台划分为模拟负载和软件系统两个核心部分。提出了机械式飞轮模拟负载的整体结构设计方案和随动控制部件检测的设计方案。基于设计方案,进行了飞轮负载的结构设计,并给出了软件系统的硬件实现方案。
(2)根据俯仰、方位构件的飞轮负载设计方案,利用Pro/e建立三维模型并通过ADAMS进行仿真分析,对设计方案的正确性进行了验证。针对直流电机的运动规律,依据平衡方程建立控制模型并明确ADAMS和MATLAB的建模分工。基于稳定边界法整定PID控制参数,结合 ADAMS 和 MATLAB 各自特点,提出将二者联合对模拟负载方位、俯仰构件进行仿真的分析方案,同时基于 ADAMS 和 MATLAB 建立联合仿真平台。仿真结果表明,飞轮由初始位置平稳的上升到期望偏角只经历了较短时间,实际运动情况能被所构建的动力学和控制模型能精准地表现出来,为物理样机的开发提供可靠依据。
(3)按照随动控制部件检测方案的架构,开发设计了基于图形化编程软件LabVIEW2012的检测平台软件系统,实现了系统自检、控制信号检测、工作状态检测和数据信息管理等功能。
以检测平台开发为目标,本文基于多体系统动力学理论和单闭环直流调速控制系统相关理论,利用ADAMS和MATLAB对随动控制部件的模拟负载进行了动力学分析和控制分析,并利用虚拟仪器技术初步开发设计了检测平台的软件系统。检测平台以机械式飞轮模拟负载作为负载模拟器,集数据采集、数据处理与分析、信息显示功能于一体,可以较好的满足随动控制部件出厂和使用过程中的检测需求。
本文基于以下几个方面进行了研究工作:
(1)针对具体的检测要求,详细分析了随动控制部件的外部接口后,将随动控制部件检测平台划分为模拟负载和软件系统两个核心部分。提出了机械式飞轮模拟负载的整体结构设计方案和随动控制部件检测的设计方案。基于设计方案,进行了飞轮负载的结构设计,并给出了软件系统的硬件实现方案。
(2)根据俯仰、方位构件的飞轮负载设计方案,利用Pro/e建立三维模型并通过ADAMS进行仿真分析,对设计方案的正确性进行了验证。针对直流电机的运动规律,依据平衡方程建立控制模型并明确ADAMS和MATLAB的建模分工。基于稳定边界法整定PID控制参数,结合 ADAMS 和 MATLAB 各自特点,提出将二者联合对模拟负载方位、俯仰构件进行仿真的分析方案,同时基于 ADAMS 和 MATLAB 建立联合仿真平台。仿真结果表明,飞轮由初始位置平稳的上升到期望偏角只经历了较短时间,实际运动情况能被所构建的动力学和控制模型能精准地表现出来,为物理样机的开发提供可靠依据。
(3)按照随动控制部件检测方案的架构,开发设计了基于图形化编程软件LabVIEW2012的检测平台软件系统,实现了系统自检、控制信号检测、工作状态检测和数据信息管理等功能。