五轴仿真转台是制导武器半实物仿真测试的关键设备,用于在地面模拟制导武器在飞行中的姿态变化以及目标的位置变化,以考核控制系统的性能。本课题以高速旋转弹的半实物仿真测试需求,设计研究了一种五轴飞行仿真转台,该转台内框的最高转速可达30rps;在高速旋转下,各框架间将产生多种动力学耦合,增加了设计难点。本文在高速旋转三轴转台硬件设计的基础上,对转台控制系统进行了深入研究,通过解耦和智能PID控制,达到了良好的控制效果。论文针对该五轴仿真转台进行了设计研究,主要完成了以下工作:(1)研究设计了适用于制导武器测试的细长体型立式U-O-O弹体三轴转台结构和基于龙门架的两轴目标转台结构。转台各个框架采用单个直流力矩电机驱动。(2)在五轴仿真转台设计分析的基础上,选择了控制系统的硬件设备,从而设计出了基于NIPXIeRT机和LabVIEW软件的实时仿真计算机系统。(3)主要研究了弹体三轴转台各框架间存在的角速度耦合、转动惯量耦合、动力学耦合等问题,结合驱动力矩方程,建立了弹体三轴转台的完整数学模型,并对该模型进行了耦合性分析,提供基于逆系统理论的解耦算法。(4)在传统增量式PID控制的基础上,结合BP神经网络的优势,采用智能PID方法对转台各个框架的直流力矩电机进行控制,取得良好控制效果。该课题的研制克服了国内大部分五轴转台的一些缺点,适用于制导武器控制系统的半实物仿真和性能测试需求。