● 摘要
飞行模拟器能够在地面构建一个逼真的飞行虚拟环境，在飞行员训练、飞行器设计、人机环境试验等方面都具有重要作用，日益成为航空工业不可或缺的设备。作为人在回路实时仿真技术的典型应用，飞行模拟器的运动系统的通过计算机实时控制，模拟飞机的姿态及速度的变化，以使飞行员的身体感觉到飞机的运动。
Stewart运动平台是飞行模拟器系统的重要组成部分，其运动性能的优劣直接关系到飞行模拟的沉浸感和逼真度。Stewart运动平台是典型的并联机构，是一个多自由度、多变量的复杂机构，具有高度的非线性和耦合性。因此针对Stewart平台的结构特点研究相应的控制策略，提高飞行模拟器性能的重要研究方向。
本文以飞行模拟器运动平台为研究对象，对Stewart平台的机构特点、运动学进行理论分析的基础上，对其控制策略进行研究。本文重点对Stewart平台基于单系统的控制策略中的相关关键技术进行了深入研究。主要的研究工作包括以下几个方面：
（1）提高单通道控制运动学精度的方法。在单系统控制策略中，针对提高Stewart平台运动学精度的方法进行研究，讨论Stewart平台的误差补偿策略，设计一种基于控制模型输出的补偿方法，无需辨识平台的误差参数，并且适用于分布式控制系统，可以有效地提高Stewart平台运动学精度。
（2）Stewart平台正解补偿方法。针对6-6型Stewart平台的运动学正解的数值求解方法进行研究，通过仿真实验比较了不同数值解法的性能，并且对一种基于正解补偿控制策略的机理进行分析。
（3）位姿闭环关键技术。针对Stewart平台位姿闭环控制策略中的直接位姿测量问题，选择基于单目视觉的位姿测量方法进行研究，选定基于特征点的位姿估计问题作为研究重点，并且提出一种改进的位姿估计迭代算法。从整体性能考虑，本文的算法很好地平衡了计算精度、抗噪性能以及计算时间。
（4）Stewart平台控制系统搭建与实现。针对实际工程中的飞行模拟器运动系统，搭建了分布式控制系统，设计相关硬件和软件，初步实现平台的单通道控制。