五自由度模擬運動平臺的構型及控制研究.pdf

1、串聯(lián)機構的發(fā)展曾經帶動了空間機構學的發(fā)展，近20年來并聯(lián)機構的發(fā)展再次促進了空間機構學的發(fā)展。今天，為了我國的科技進步，自主創(chuàng)新性及在一些新興產業(yè)和領域開辟自己獨特的道路，基于串聯(lián)機構與并聯(lián)機構的特點，混聯(lián)機構成為各種高端技術應用一個新的熱點。
　　 本文以“五自由度風洞模擬試驗平臺”為研究背景，根據(jù)風洞實驗運動平臺的實驗要求，分析了它的構型、自由度及運動原理。在運動學方面首先是對其并聯(lián)部分進行正反解分析，然后結合串聯(lián)部分總結出

2、實驗模型的位姿與模擬運動平臺各個電動缸支鏈的變化關系，并使用Matlab軟件建立數(shù)學模型進行計算驗證。
　　 靜力學的研究是根據(jù)模擬運動平臺的特征，結合動平臺和串聯(lián)部分的重力，試驗模型在風洞試驗中的受力情況，總結出模型在風洞試驗時的受力情況與模擬運動平臺各電動缸支鏈的變化關系。
　　 固有頻率分析是構建模擬平臺的重要部分，通過對模擬運動平臺各電動缸支鏈的剛度分析得到模擬平臺的廣義剛度矩陣，用凱恩方法求出模擬運動平臺的廣義

3、質量矩陣。根據(jù)所求得的廣義剛度矩陣和廣義質量矩陣推出模擬運動平臺的固有頻率及相應的振型。為驗證計算的準確性，在Solidworks中建立模擬運動平臺的模型，并導入到Ansys中進行模態(tài)分析得到其固有頻率，將得到的值與上述分析的結果相比較進一步驗證理論的推到過程。
　　 根據(jù)模擬運動平臺的運動原理構建了該裝備控制系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)，介紹了構成模擬運動平臺硬件控制系統(tǒng)中主要硬件的功能和應用。設計了伺服驅動器的電源系統(tǒng)、DC電源及其連接

4、，說明了數(shù)據(jù)采集卡的連接原理，并對數(shù)據(jù)采集卡的采集數(shù)據(jù)通道所對應的數(shù)據(jù)作出了具體的說明。
　　 伺服系統(tǒng)的調整可以保證伺服電機運行時具有良好的穩(wěn)定和響應等性能，本文對伺服電機的調試方法和過程作了的探討。模擬運動平臺的控制程序是用VisualC++軟件編寫的，并對程序應用界面的仿真及操作過程作了詳細介紹。
　　 上述對風洞實驗運動平臺的設計研究為風洞實驗的研究提供了一種新的技術手段，對其它相似五自由度混聯(lián)機構聯(lián)的構型及控制