軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)逆動(dòng)力學(xué)及輸出力控制系統(tǒng)研究.pdf

1、六自由度軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)是對(duì)車輛進(jìn)行室內(nèi)可靠性試驗(yàn)的先進(jìn)設(shè)備，我國目前還沒有能力獨(dú)自開發(fā)出該類產(chǎn)品。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)的在研項(xiàng)目“軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)”為背景，主要進(jìn)行六自由度軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆動(dòng)力學(xué)分析，最后對(duì)試驗(yàn)臺(tái)輸出力控制系統(tǒng)做了初步探究。
　　六自由度軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)是復(fù)雜的串并聯(lián)混合機(jī)構(gòu)，本文利用空間矢量的約束關(guān)系，建立了試驗(yàn)臺(tái)有關(guān)桿件及各液壓作動(dòng)器的長度約束方程。在已知試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2、運(yùn)動(dòng)規(guī)律前提下，求解出試驗(yàn)臺(tái)各液壓作動(dòng)器的伸縮長度、各雙臂曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)角度等運(yùn)動(dòng)學(xué)量，完成了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的位置量分析。然后，通過對(duì)上述桿件長度矢量約束方程求一階、二階導(dǎo)數(shù)，求解出各液壓作動(dòng)器的伸縮速度、加速度，各雙臂曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、角加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)量，完成了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的速度量、加速度量分析。
　　軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)逆動(dòng)力學(xué)模型的建立是本課題研究的核心內(nèi)容。利用已經(jīng)建立好的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，本文在忽略了運(yùn)動(dòng)副摩擦、省略部分構(gòu)件質(zhì)量的前提下，采用

3、牛頓-歐拉法搭建了試驗(yàn)臺(tái)各構(gòu)件的逆動(dòng)力學(xué)方程。通過采用合理的求解順序，利用矢量點(diǎn)乘、叉乘技巧，巧妙消除了動(dòng)力學(xué)方程中眾多的未知約束力，在已知試驗(yàn)臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和工作阻力條件下，本課題成功求解出試驗(yàn)臺(tái)各液壓作動(dòng)器工作所需要的驅(qū)動(dòng)力。
　　利用搭建好的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆動(dòng)力學(xué)模型，通過Simulink仿真選取了液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，完成了試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)建立了動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)。最后搭建了完整的軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)輸