三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)控制規(guī)律研究.pdf

1、三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，可以有效地模擬飛機(jī)、艦船、汽車、坦克等物體的運(yùn)動(dòng)，在飛行模擬器、艦船模擬器、汽車模擬器上都起著重要的作用。鑒于三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)的重要功能以及在國防領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用前景，無疑使之成為研究的重點(diǎn)。本文對(duì)三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、控制策略和規(guī)律進(jìn)行了理論和仿真研究與分析。
　　 本文介紹了一種特殊結(jié)構(gòu)的三自由度并聯(lián)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)，此結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)可以模擬出飛機(jī)的橫搖運(yùn)動(dòng)、縱搖運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的平動(dòng)。本文所選結(jié)

2、構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)可以消除運(yùn)動(dòng)時(shí)沿兩個(gè)軸的平移附加運(yùn)動(dòng)。并且可以消除在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。對(duì)其空間結(jié)構(gòu)和特殊性進(jìn)行了分析講解，對(duì)自由度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)位置的正反解進(jìn)行推導(dǎo)，該轉(zhuǎn)臺(tái)采用伺服電動(dòng)缸作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用的是電力驅(qū)動(dòng)方式。
　　 利用ADAMS軟件搭建了三自由度轉(zhuǎn)臺(tái)的三維模型，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)仿真并驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正反解公式推導(dǎo)的正確性，并對(duì)搭建出的機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行了自由度的驗(yàn)證與分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了仿真。說明了ADAMS分析軟件在并聯(lián)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)研

3、究中起到了重要作用，為快速準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出符合要求的并聯(lián)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)提供了理論依據(jù)和主要參數(shù)，極大地減小了對(duì)物理樣機(jī)的依賴。
　　 控制方法的研究是轉(zhuǎn)臺(tái)研究中最重要的部分，本文采用的控制策略是基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的控制方法，認(rèn)為各個(gè)支路都是一樣的，針對(duì)單一支路進(jìn)行研究即可。該方法是將給定的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的目標(biāo)位置和姿態(tài)參數(shù)，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)反解計(jì)算得到各個(gè)支路的電動(dòng)缸應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位移參數(shù)，將其傳遞給各支路上的控制器，接著傳遞給伺服電動(dòng)缸，進(jìn)

4、而實(shí)現(xiàn)各支路互相獨(dú)立的位置閉環(huán)控制。該種方法設(shè)計(jì)出的控制器結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，易于實(shí)現(xiàn)，所以在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛。但要想通過基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的控制方法獲得較好的控制精度，應(yīng)該保證運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的正確性和單支路閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置控制精度。
　　 對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，本文介紹了兩種方法，一種方法是只利用Matlab中SIMULINK搭建控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真；另一種方法是借助ADAMS和MATLAB實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制仿真，通過聯(lián)合仿真可以更加直觀