五自由度模擬運(yùn)動平臺的構(gòu)型及控制研究.pdf

1、串聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展曾經(jīng)帶動了空間機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展，近20年來并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展再次促進(jìn)了空間機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展。今天，為了我國的科技進(jìn)步，自主創(chuàng)新性及在一些新興產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域開辟自己獨(dú)特的道路，基于串聯(lián)機(jī)構(gòu)與并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，混聯(lián)機(jī)構(gòu)成為各種高端技術(shù)應(yīng)用一個(gè)新的熱點(diǎn)。
　　 本文以“五自由度風(fēng)洞模擬試驗(yàn)平臺”為研究背景，根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)運(yùn)動平臺的實(shí)驗(yàn)要求，分析了它的構(gòu)型、自由度及運(yùn)動原理。在運(yùn)動學(xué)方面首先是對其并聯(lián)部分進(jìn)行正反解分析，然后結(jié)合串聯(lián)部分總結(jié)出

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷奈蛔伺c模擬運(yùn)動平臺各個(gè)電動缸支鏈的變化關(guān)系，并使用Matlab軟件建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。
　　 靜力學(xué)的研究是根據(jù)模擬運(yùn)動平臺的特征，結(jié)合動平臺和串聯(lián)部分的重力，試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮陲L(fēng)洞試驗(yàn)中的受力情況，總結(jié)出模型在風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)的受力情況與模擬運(yùn)動平臺各電動缸支鏈的變化關(guān)系。
　　 固有頻率分析是構(gòu)建模擬平臺的重要部分，通過對模擬運(yùn)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(yùn)動平臺的廣義

3、質(zhì)量矩陣。根據(jù)所求得的廣義剛度矩陣和廣義質(zhì)量矩陣推出模擬運(yùn)動平臺的固有頻率及相應(yīng)的振型。為驗(yàn)證計(jì)算的準(zhǔn)確性，在Solidworks中建立模擬運(yùn)動平臺的模型，并導(dǎo)入到Ansys中進(jìn)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(jié)果相比較進(jìn)一步驗(yàn)證理論的推到過程。
　　 根據(jù)模擬運(yùn)動平臺的運(yùn)動原理構(gòu)建了該裝備控制系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)，介紹了構(gòu)成模擬運(yùn)動平臺硬件控制系統(tǒng)中主要硬件的功能和應(yīng)用。設(shè)計(jì)了伺服驅(qū)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(yīng)的數(shù)據(jù)作出了具體的說明。
　　 伺服系統(tǒng)的調(diào)整可以保證伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)具有良好的穩(wěn)定和響應(yīng)等性能，本文對伺服電機(jī)的調(diào)試方法和過程作了的探討。模擬運(yùn)動平臺的控制程序是用VisualC++軟件編寫的，并對程序應(yīng)用界面的仿真及操作過程作了詳細(xì)介紹。
　　 上述對風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)運(yùn)動平臺的設(shè)計(jì)研究為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的研究提供了一種新的技術(shù)手段，對其它相似五自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)聯(lián)的構(gòu)型及控制