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将绳牵引并联机构支撑系统引入低速风洞试验,大大改善了传统硬式支撑对空气流场的干扰状况。本文对这种绳牵引并联机构在风洞动态试验要求下的运动控制系统和数据采集系统展开了研究,分析了机构的运动学模型,搭建了伺服系统、运动控制系统和数据采集系统硬件,编写了整个系统软件,并对系统的试验能力进行了检验。本文的主要工作和成果如下: 首先,在欧美坐标系下定义了机构的坐标系和欧拉姿态角,进而根据坐标变换相关理论描述了原理样机的齐次坐标变换形式。以此为基础,建立了基于防脱绳万向滑轮的原理样机精确运动学模型,为更加精确的运动控制奠定了理论基础。 其次,建立了第二代WDPSS-8原理样机,包括设计、搭建和调试了伺服系统及相应的电气系统、PMAC运动控制系统、位姿测量系统等硬件系统。介绍了各个硬件子系统的组成结构和工作原理,为原理样机实现良好的动态试验性能奠定了硬件基础。 再次,在各个子系统硬件的基础上,完成了控制软件的编写。利用Tilcon开发了上位机操作界面,编写了运动控制程序框架,运用Windows多线程技术解决了PMAC通信速度问题,编写了姿态角采集程序、OpenGL三维仿真显示程序和绳拉力采集程序。为WDPSS-8原理样机提供了人机交互、运动控制、数据采集、仿真显示等各系统集成控制环境。 最后,通过试验考察了原理样机的性能,对角度和频率跟踪精度分别进行了对比分析,并针对试验误差的变化情况阐述了可能的误差来源,验证了飞行器进行风洞动态试验在机电控制上的可行性。 本文的研究实现了基于低速风洞动态试验的绳牵引并联机构运动控制与测量,同时为课题的更深入研究打下了良好的基础。