超高频运动仿真系统是一种高频响角位置伺服系统,其核心装置是六自由度并联机构(Stewart平台)。为模拟飞行器高速运行时的气动伺服弹性运动,需对Stewart平台系统特性、高频指令预处理及解算、高频响伺服系统设计问题进行深入分析和研究。本文以飞行器气动伺服弹性运动模拟为研究背景,对Stewart平台动态特性进行深入分析,并对高频响控制系统设计及仿真试验应用问题开展研究。首先,基于Newton-Euler方法对Stewart平台进行动力学建模,分析各连杆通道的负载时变特性;根据直线电机工作原理,建立其线性模型,并考虑高频工况下饱和非线性因素,完善被控对象模型;同时,基于Stewart平台置于三轴仿真转台内框架上,构成复合运动模拟,分析动基座下直线电机输出力的扰动因素。其次,针对仿真试验中惯性单元输出的指令信号频谱特性,基于小波包变换方法,研究最优分解重构信号处理方法,实现对高频振动信号的分频处理;同时采用分散控制方法,分析Stewart平台的正、反运动学特性,研究位姿指令的解算方法,并基于惯性空间定点,开展位姿反解优化算法研究。再次,针对直线电机的饱和非线性特性及负载时变特性,开展基于Lyapunov稳定性理论的自适应控制方法研究,并结合二阶系统模型,给出模型参考自适应控制方法;此外,对比仿真试验,分析控制参数对系统性能的影响效果。最后,对超高频运动仿真系统实现问题,应用指令预处理算法及指令解算算法,对惯性单元输出的高频角速率指令信号,进行分频及解算处理;同时,基于模型参考自适应补偿控制方法,设计各连杆通道的高频响位置控制器,并进行仿真试验验证;对软件的实时运行机制及典型模块流程进行研究分析,设计人机交互界面。