六自由度平台设计及控制方法研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要六自由度平台是一种用于模拟飞机、舰船、宇航飞行器和车载设备等运动姿态的实验设备，平台采用并联机械机构，液压驱动，由计算机实时控制，完成了垂荡、纵荡、横荡、纵摇、横摇和艏摇六个自由度的运动。本文对六自由度平台系统进行设计和研究。首先，分析了平台的机械组成及其工作原理，并根据平台的运动性能指标，设计平台的机械本体，选取了液压阀、液压缸及位移传感器的型号。并对位移传感器进行了测试实验。其次，对系统控制方案的选择进行了论证，并完成六自由度平台的软件和硬件设计，并确定了硬件型号。建立了单缸、比例方向阀、位移传感器

2、的数学模型，得出其传递函数。提出了单缸的控制方法，进行了单缸的位置控制实验，提出了对称阀控非对称缸匹配的方法，并在实验数据的支持下，改进了单缸PID控制，得到了比较满意的结果。最后，本文详细的分析了平台空间运动姿态反解，并根据姿态反解提出了平台控制系统的方法。研究了平台的轨迹规划，并在VC++6．0环境下用OpenGL建立了六自由度运动平台仿真模型，通过仿真证明了平台控制方法的可行性。关键词：六自由度平台；位置反解；液压系统；并联机构哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTThe6-DOFswingtestplatformisal

3、lexperimentalequipmentthatismainlyusedtosimulatethekineticpostureofairplanes，vessels，spaceflightsandvehicles．Itadoptsparallelmechanisms，hydraulicpressuredriveandreal-timecontrolbythecomputer,andsimulatespitching，rollingandturning，leeway,departingandlandingofthewarship．

4、Thisthesishascarriedonthedesignandresearchtothe6-DOFswingplatformsystem．Firstly,themechanicalconstitutionandoperatingprincipleofthe6-DOFswingplatformareanalyzed．Accordingtoperformanceindexofthesystem，themechanicalentityiSintroducedinthearticle．Meanwhile，themodelsofelec

5、tro．hydraulicservovalve，constantforcevariablepump，servopneumaticcylinderareselected，aswellasthedisplacementsensor,whoseperformanceindexhasbeenexperimented．Secondly，TheschemeofcontrolsystemWasdemonstratedandthetypeofhardwareswereconfirmedthroughthedesignofthehardwaresan

6、dsoftwaresofthe6-DOFswingtestplatform．Themathematicalmodelandthetransferfunctionofthesystemestablishedwhichtakespneumaticcylinder,electro—hydraulicvalveanddisplacementsensorintoaccount．Themethodofsinglepneumaticcylindercontrolisputforward，andthecontrolexperimentofsingl

7、epneumaticcylinderisexecuted．Thecontrolmethodbasedonasymmetricalhydrauliccylindercontrolledsymmetricalvalveisstudied．Accordingtothedevelopmentmethodswithexperimentdata,amoresatisfactoryresultisgained．Finally,theinversesolutionaboutthekineticpostureofswingplatformisanal

8、yzedindetailinthepaper．Accordingtotheinversesolution，acontrolmethodofswingplatformisputforward．Thetrajectoryof6-DOFsw