风洞捕获轨迹试验是一项先进且复杂的特种试验技术,主要用于测量外挂物与载机分离后的运动轨迹,以此来评估外挂物与载机的安全分离特性,为外挂物在载机上的合理布局、安全分离所需参数提供试验依据。因此,捕获轨迹试验是飞行器研制中一项必不可少的重要项目。为使某风洞中现有的六自由度串联机构具备捕获轨迹功能,本文对其进行了控制系统的设计与研究,研制了以位置模式为实现方式的捕获轨迹试验系统,同时使其具备测力模式功能。本文主要开展了以下工作:(1)对某风洞中现有的六自由度串联机构进行运动学分析,结合控制系统的基本要求和多种控制方案的对比,设计了基于Beckhoff控制系统的控制方案。(2)针对捕获轨迹试验中机构末端运动的平稳性要求,对轨迹规划算法进行了相应的研究;针对位置模式分析了轨迹执行时间对运动轨迹的影响,并基于执行时间进行了位置模式轨迹规划的优化研究;针对连续测力模式中俯仰运动速度精度要求,对俯仰运动进行了速度规划研究。(3)针对机构的控制特点和各种风洞试验模式的控制策略,进行了控制系统软件的设计与开发。基于Twin CAT进行机构运动控制程序的开发,运用电子凸轮很好地实现了多轴耦合的复杂运动;基于MFC进行人机交互界面的设计开发,使得用户可很方便地进行各种试验模式的操作。(4)完成控制系统硬件设计和软件编写后,进行了连续型测力模式、阶梯型测力模式和位置模式的风洞试验模拟运动,试验结果验证了该控制系统的可行性和各种试验模式的正确性。