飞行仿真转台是惯性导航系统中的关键测试设备,用来真实复现飞行器在空中飞行时的角运动情况,其性能优劣直接关系到仿真和测试实验的可靠性和置信度。因此,仿真转台是保证航空、航天产品和武器精度的基础,对国防事业发展有着重要的意义。本文是以实际工程项目——三轴模拟试验台控制系统的设计与实现为背景展开的。首先,本文介绍了课题的来源及研究目的,在查阅大量相关文献的基础上,综合了国内外仿真转台的发展历程及现阶段的研究概况。根据工程要求及系统的实际特性,本文阐述了三轴模拟试验台控制系统的组成,各部件的参数性能以及系统总体的控制思想,采用优化的数字PID控制算法来实现工控机、智能伺服控制卡和模拟控制卡相配合的三级控制,提出了电流环、速度环和位置环三环结合的控制结构,来确保系统的良好控制性能。其次,本文论述了系统的驱动元件——无刷直流电动机的工作原理及其特性,建立了电机理想的数学模型,分析了控制对象的不确定干扰因素。针对摩擦力矩扰动、系统参数摄动等非线性干扰对模拟试验台控制系统的影响,设计了基于二次稳定理论的三轴模拟试验台系统状态反馈控制器和PID控制器并进行了仿真验证。仿真结果表明,基于二次稳定理论的控制器克服了摩擦力矩干扰以及转动惯量摄动对三轴模拟试验台系统的影响,实现了试验台转角的精确控制,满足了高精度飞行仿真伺服系统的鲁棒控制要求。最后,本文详细描述了控制系统的工程实现方案,介绍了智能伺服控制卡,模拟控制卡和联合通信控制卡的硬件功能及其实现过程,编制了系统部分的软件程序。参照项目的指标,对三轴模拟试验台控制系统的性能进行了仿真验证,仿真结果表明了系统具有良好的控制效果。根据工程需要,对系统的电磁兼容性与可靠性问题进行了分析,提出了降低电磁干扰及提高系统可靠性的措施和方法。