基于三轴转台的飞行器控制制导仿真系统设计与实现

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1、硕士学位论文基于三轴转台的飞行器控制制导仿真系统设计与实现THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAIRCRAFTCONTROLANDGUIDANCESIMULATIONSYSTEMBASEDONTHETHREEAXESTURNTABLE闫亚朋哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP216.1学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于三轴转台的飞行器控制制导仿真系统设计与实现硕士研究生：闫亚朋导师：杨旭东副教授申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天

2、学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP216.1U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAIRCRAFTCONTROLANDGUIDANCESIMULATIONSYSTEMBASEDONTHETHREEAXESTURNTABLECandidate：YanYapengSupervisor：AssociateProf.YangXudongAcade

3、micDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要地面仿真是飞行器研发过程中的一个重要环节，它能够对飞行器的设计方法的合理性进行实际验证，检查系统整体及各分系统

4、是否满足性能指标要求，并对飞行器的最终定型产生重要影响。本课题以导弹为假想研究对象，基于实验室的小型三轴转台开发了一套飞行仿真实验系统，设计并实现了三个实验项目，分别对目标的识别捕获及追踪、多种导引律性能以及IMU初始对准过程进行了实验验证。本系统分为软硬件两大部分，软件为主体部分，硬件为辅助部分。硬件部分主要包括一台计算机、转台的三个框架及各自的驱动电机、电机驱动器、运动控制卡、目标模拟器、摄像头、IMU组件以及串口通讯设备，其中目标模拟器由靶标及其驱动电机和LED灯组成，用来模拟目标的运动，摄像头用来模拟导弹的导引

5、头，可对目标进行识别与捕获并引导导弹追踪目标以及最终实现对目标的攻击，串口用来支持计算机与LED灯之间以及计算机与IMU之间的数据通讯。软件部分采用BorlandC++Builder6.0作为开发环境，作为系统中枢将各硬件部分有机地整合到一起，实现方案中设计的各个功能。主要完成的工作为开发串口通讯模块；开发光电跟踪系统实验项目，主要涉及到图像处理、电机控制以及绘制曲线；开发导引律比较研究系统实验项目，主要涉及到交战模型设计、导引算法、绘制图形及曲线、数据分析；开发IMU初始对准系统实验项目，主要涉及到数据滤波、电机控制

6、以及绘制曲线；保存数据文件；设计ini参数配置文件；开发友好的人机交互界面，直观地展现数据及系统运行状态，便于用户操作该系统。经过调试与测试，本系统基本实现了方案中设计的功能，运行良好。软件模块化程度高，方便程序编写、移植及修改，并留出了部分接口，可由用户根据需要改用其它算法或参数，对进一步开发飞行仿真实验项目具有重要意义。关键词：飞行仿真；图像处理；导引律；IMU初始对准；C++Builder6.0-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractGroundsimulationisanimportantparti

7、ntheprocessofresearchinganaircraft.Itgivesoutthepracticalverificationofthedesignmethod’srationality,checksoutifthewholesystem’sandallsubsystems’performancesatisfiestherequirement,andinfluencesthefinaldesignoftheaircraftsignificantly.Thisissuetakesmissileastheima

8、ginarystudyingobjectanddevelopsaflightsimulationexperimentsystembasedonasmallthreeaxesturntableinourlaboratory.Threeexperimentprojectsaredesignedandimplementedinthiss