并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)建模及其控制策略研究.pdf

1、采用并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)作為大型舞臺(tái)演藝場(chǎng)景中的智能船艦運(yùn)動(dòng)模擬器，產(chǎn)生船艦搖擺動(dòng)作使舞臺(tái)效果更加生動(dòng)真實(shí)。目前對(duì)并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研究，多數(shù)將串聯(lián)支鏈直接簡(jiǎn)化為驅(qū)動(dòng)桿，忽略了串聯(lián)支鏈中其他部分對(duì)上平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的影響，因此在實(shí)際平臺(tái)上產(chǎn)生的誤差較大。本文以實(shí)際應(yīng)用在智能船艦運(yùn)動(dòng)模擬中的并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為研究對(duì)象，從串聯(lián)支鏈對(duì)上平臺(tái)位姿的影響入手分析，建立位姿反解數(shù)學(xué)模型和仿真模型，為實(shí)際并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、的位姿分析及運(yùn)動(dòng)控制提供

2、理論依據(jù)。
　　首先，使用D-H表示法建立上平臺(tái)、下平臺(tái)以及6條支鏈的坐標(biāo)系，引入齊次坐標(biāo)變換矩陣，分析相鄰關(guān)節(jié)坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，建立上平臺(tái)位姿反解方程。在Simulink仿真環(huán)境中，搭建反解方程的解算模型，通過與實(shí)際并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證所建立的上平臺(tái)位姿反解數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　然后，根據(jù)實(shí)際并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及具體參數(shù)，使用MATLAB/SimMechanics工具箱，建立并

3、聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三維物理模型。
　　最后，搭建基于模糊PID控制器控制的平臺(tái)仿真系統(tǒng)。通過上平臺(tái)單自由度的升降運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)以及多自由度組合的橫移、偏航、圓周、偏航與圓周等復(fù)合運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所建立的位姿反解數(shù)學(xué)模型、Simulink解算模塊、模糊PID控制模塊以及平臺(tái)三維物理模型的正確性與適用性。
　　綜上所述，本文建立了應(yīng)用于智能船艦運(yùn)動(dòng)模擬中并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的上平臺(tái)位姿反解數(shù)學(xué)模型、三維物理模型以及模糊PID控制仿真模