船舶模拟器六自由度平台建模及控制算法研究

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1、分类号密级：１０１５１巧ＵＤＣ单位代：＾乂是洛ｆ乂學全日制学术型硕±研究生学位论文船舶模拟器六自由度平台建模及控制算法研究陈晶晶指导教师王祖温教授申请学位类别工学硕±辯斗（专业）名称机械工程学位授予单位大连海事大学２０１５年Ｉ月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１船舶模拟器六自由度平台建模及控制算法研究陈晶晶指导教师王祖温职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学硕±学科（专业）机械工程论文

2、完成日期２０１４年１２月答辩日期２０１５年１月答辩委员会主席ａｎｄｏｎ化ｏ－ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｄｅｌｉｎＣｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆ６ＤＯＦｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＰｌａｔｆｏｒｍ化ｒＳｈｉｐＨａｎｄｌｉｎｇＳｉｍｕｌａｔｏｒＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒ村ａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＼ｂ

3、ｙＣｈｅｎＪｉｎｉｎｇｊｇＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷａｎＺｕｗｅｎｐｇｉｔＴａｎｕａｙ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明；本论文是在导师的指导下独立进斤研巧工作所取褐的成果，，＂＂撰写成１＾／硕±学位论文船舶模拟器六自由麼平台建模及控制算法研究。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个

4、人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名；释－為马．学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研巧生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电

5、子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于；保密□在。年解密后适用本授权书＂’’不保密５（请在＾１＾１上方框内打＞／）｝／论文作者签名：货导师签名：，盛馬日期！抑玉年，月日中文摘要摘要船舶操纵模拟器通过模拟船舶在不同海况下的运动状态实现对驾驶员的培节｜。｜传统的模拟器通过视景系统为人营造船舶在海面航行的运动感，而近年研发的船舶运动模拟器则为传统的模拟器增加了运动平台，通

6、过平台来模拟船舶在海面的运动，可用于对晕船病的研究和恶劣海况下的救助训练等。本课题是基于船舶运动模拟器的液压六自由度运动平台展开的研究。本文在对船舶模拟器的发展，六自由度运动平台的特点、建模方法及控制算法的研究基础上，对六自由度运动平台的运动学进行仔细的分析，推导了平台运动学反解公式。针对平台系统采用的非对称阀控制非对称缸的液压伺服系统进行数学建模，得到了液压动力机构的方框图，并通过仿真和试验对理论模型进行了验证。本文采用联合仿真的方法对六自由度运动平台进行建模仿真。采用ＡＭＥＳｉｍ对液压系统仿真建模，

7、在液压系统建模中参考伺服阀样本曲线对所建模型参数进行修正。采用Ｖｉｒｔｕａｌ．ＬａｂＭｏｔｉｏｎ对平台机构动力学部分建模，建模过程中考虑各部件的惯性对系统的影响，与传统的动力学数学建模方式相比该方案准确且简单。采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ山ｉｎｋ对运动学反解和液压控制系统建模。然后通过软件之间的接口将机械、液压和控制系统Ｈ部分模型联合，建立液压并联机构的通用仿真模型。最后，通过仿真模型与试验结果的对比验证了所建液压六自由度平台模型的正确性一。在此基础上，对比传统ＰＥ）控制和动压反馈算法，通过平台的机电液体化模型

8、和试验对控制策略进行比较，证明采用动压反馈算法会较好的提高平台的稳定性与快速性。关键词：液圧六自由度平台；联含仿真；动压反馈；船巧模拟器英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴ，Ｔｈｅ