六自由度平臺體感算法研究.pdf

1、動感模擬器主要應用于人機工程研究、安全和交通規(guī)則教育、駕駛訓練和商業(yè)娛樂等領域，其關鍵技術的研究越來越受到重視。作為動感模擬器的執(zhí)行機構，Stewart六自由度平臺被廣泛地應用。動感模擬器除運動控制外的核心技術是體感算法，其中最經典的是洗出濾波(Washout Filter)，本文研究工作主要圍繞著體感算法展開。
　　本文首先對Stewart平臺運動學進行分析，應用空間機構學原理確定Stewart平臺的位置解算關系，建立了平臺的數(shù)

2、學模型。在此基礎上，進一步研究了運動平臺的速度、加速度與電動缸的關系，完成了平臺的速度、加速度的運動學分析。運動模擬平臺控制性能是模擬工作的保證，以上的Stewart平臺數(shù)學建模和運動學分析為平臺運動控制、體感算法仿真以及驗證等做好準備工作。
　　體感算法利用平臺運動特點及人體工程學原理，對輸入直線加速度和角速度信號進行濾波處理，在有限工作空間內盡可能再現(xiàn)真實駕駛的運動感。由于本論文采用的Stewart平臺工作空間相對較小，對最常

3、見的小信號的直線加速度的模擬存在一定的人體感覺死區(qū)，這將影響模擬逼真度。針對這一問題，本文在經典洗出算法的基礎上提出一種不影響運動空間且能提高體感模擬逼真度的改進算法，利用角加速度信號對直線加速度信號進行補償，以實現(xiàn)對人體感覺死區(qū)的補償。
　　最后，將該算法應用于原理樣機。通過STM32開發(fā)板對MPU6050芯片進行操作，測量經典洗出算法改進前后平臺加速度。實驗結果表明改進后的經典洗出算法針對平動高通濾波器輸出加速度低于人體感覺閾