飞行机构是舞台栅顶一种必备的机械装置,用于舞台表演,以此来增加舞台演出效果,也可以用于影视剧制作、大型秀场表演等。飞行机构按结构可分为轨道式和非轨道式控制系统,本课题研究的是非轨道式单点双电机协调控制的二维飞行机构控制系统。目前,我国舞台飞行机构从自动化水平、设计方案、控制性能和投资费用等相比于欧美发达国家,仍有较大差距。因此,研究出一款性能稳定可靠、成本低廉的二维飞行机构控制系统,具有一定的社会效益。本文主要工作如下所示:1、本文首先根据控制系统的功能需求,设计了二维飞行机构控制系统的总体结构,根据总体结构对控制系统主要部件进行了选取。接着设计了飞行机构控制系统的电气控制方案,电机采用交流变频调速;控制系统中的位置、速度参数用编码器来检测;PLC接收给定值和外部反馈信号,根据其内部的逻辑运算,按设计要求控制各输出部件。2、飞行机构控制系统的主要目标就是能够根据已知轨迹进行轨迹跟踪,因此建立控制系统的运动学模型并进行相应的运动方程推导,得出协调控制中两侧钢丝绳长度、速度、加速度的求取公式。针对轨迹跟踪过程中速度的跳跃,采用抛物线插值。设计控制系统的闭环PID反馈系统,以电机转速作为控制输入量进行仿真分析。3、控制系统以PLC为主控制器,实行现场数据采集、数据通信和控制算法的实施。二维飞行机构控制系统的编程软件采用STEP7软件,上位机监控软件采用WINCC,监视界面可实现人机互交以及对控制系统进行实时监控、报警、数据记录等功能。4、总结分析了所研究的工作,同时对二维飞行机构控制系统中存在的问题进行了简要说明,并对以后将要的研究方向进行说明。