六自由度船舶運(yùn)動(dòng)模擬器非線性建模仿真及控制策略研究.pdf

1、船舶運(yùn)動(dòng)模擬器用于在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具備可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及可控性等優(yōu)勢(shì)。液壓驅(qū)動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器受液壓系統(tǒng)非線性等因素影響，存在跟蹤精度差、系統(tǒng)頻寬低等問題。傳統(tǒng)的基于線性模型的控制策略，并不能完全滿足運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)的精度要求。本課題以船舶運(yùn)動(dòng)模擬器液壓六自由度平臺(tái)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)系統(tǒng)的非線性建模及控制策略問題開展研究。
　　論文第二章主要研究液壓六自由度平臺(tái)系統(tǒng)聯(lián)合仿真建模問題。分別推導(dǎo)非對(duì)稱滑閥各節(jié)流閥口的流量方程、

2、非對(duì)稱缸流量連續(xù)性方程及負(fù)載的力平衡方程，基于Matlab/simulink平臺(tái)，搭建非對(duì)稱閥控非對(duì)稱缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)的仿真模型。構(gòu)建船舶運(yùn)動(dòng)模擬器機(jī)械系統(tǒng)的三維模型，并將其導(dǎo)入至ADAMS平臺(tái)中，建立機(jī)械系統(tǒng)仿真模型。運(yùn)用Matlab/Simulink建立控制系統(tǒng)模型，通過軟件間的交互接口，建立船舶運(yùn)動(dòng)模擬器液壓六自由度平臺(tái)聯(lián)合仿真模型，為選擇適當(dāng)?shù)目刂撇呗缘於ɑA(chǔ)。
　　論文第三章研究基于非線性模型的液壓六自由度平臺(tái)控制策略。通過運(yùn)

3、動(dòng)學(xué)反解分析，將平臺(tái)位姿指令轉(zhuǎn)換為六個(gè)液壓缸的位移指令。為滿足運(yùn)動(dòng)模擬器階躍響應(yīng)及系統(tǒng)頻寬等動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求，提出基于頻率特性的振動(dòng)控制補(bǔ)償和反饋線性化控制策略。振動(dòng)控制補(bǔ)償方法中，基于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，在外環(huán)設(shè)計(jì)前饋校正控制器，通過修正驅(qū)動(dòng)信號(hào)，減小響應(yīng)信號(hào)與期望信號(hào)的偏差，提高系統(tǒng)頻寬。反饋線性化控制策略中，基于狀態(tài)反饋抵消液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的非線性環(huán)節(jié)，將其轉(zhuǎn)換為線性系統(tǒng)，再采用極點(diǎn)配置方法，提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
　　論文第四章中