空中拍摄是演唱会或大型体育赛事电视转播的重要组成部分,提高空中拍摄的质量可以呈现给观众更好地视觉效果。传统的拍摄技术不能很好的完成此任务,柔索牵引摄像机器人的出现为此提供了解决方案。目前国外已有成熟的产品应用于实际使用,而国内虽然在柔索并联机构方面有许多应用,但是在柔索牵引摄像机器人方面还仅仅停留在理论阶段,因此本文将通过搭建一个索牵引摄像机5米模型,设计控制系统和控制软件,并测试其性能指标来判断控制系统设计方案的可行性。首先,设计并搭建系统结构模型,根据系统结构参数进行运动学及动力学计算,确定系统运行速度和加速度,确定系统运动空间。在此基础上,设计控制系统架构,并根据控制架构以及系统参数选择控制系统模块。设计手柄控制台,选择其硬件并设计电源电路,实现预定功能。其次,通过Beckhoff的TwinCAT组态软件进行控制系统配置,设置控制系统参数,并根据控制方案设计控制流程,基于此流程进行运动控制器PLC编程,最后建立PLC变量与运动控制系统实物模块或端口的映射,完成下位机编程。使用WPF作为上位机软件编程环境,设计上位机软件界面框架,在此框架内使用3D MAX以及Expression Blend与WPF联合完成上位机软件三维模型的建立,并实现两种视图方式以及多个视角的视图切换。建立上位机与运动控制器的连接,实现定时刷新系统状态和下发部分控制命令的功能,并将系统状态实时显示到界面中。最后搭建5米模型实物以及运动控制系统实物,并在模型实物上进行系统功能以及性能测试,分别测试了系统在手柄控制和点动情况下的运动加速度、速度以及绳长变化量的关系,测试系统运动速度与手柄信号的关系,以及系统运动的速度范围,判断系统性能指标是否符合要求,判断控制系统的合理性。