六自由度平臺(tái)體感算法研究.pdf

1、動(dòng)感模擬器主要應(yīng)用于人機(jī)工程研究、安全和交通規(guī)則教育、駕駛訓(xùn)練和商業(yè)娛樂等領(lǐng)域，其關(guān)鍵技術(shù)的研究越來越受到重視。作為動(dòng)感模擬器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，Stewart六自由度平臺(tái)被廣泛地應(yīng)用。動(dòng)感模擬器除運(yùn)動(dòng)控制外的核心技術(shù)是體感算法，其中最經(jīng)典的是洗出濾波(Washout Filter)，本文研究工作主要圍繞著體感算法展開。
　　本文首先對(duì)Stewart平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析，應(yīng)用空間機(jī)構(gòu)學(xué)原理確定Stewart平臺(tái)的位置解算關(guān)系，建立了平臺(tái)的數(shù)

2、學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的速度、加速度與電動(dòng)缸的關(guān)系，完成了平臺(tái)的速度、加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)控制性能是模擬工作的保證，以上的Stewart平臺(tái)數(shù)學(xué)建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制、體感算法仿真以及驗(yàn)證等做好準(zhǔn)備工作。
　　體感算法利用平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及人體工程學(xué)原理，對(duì)輸入直線加速度和角速度信號(hào)進(jìn)行濾波處理，在有限工作空間內(nèi)盡可能再現(xiàn)真實(shí)駕駛的運(yùn)動(dòng)感。由于本論文采用的Stewart平臺(tái)工作空間相對(duì)較小，對(duì)最常

3、見的小信號(hào)的直線加速度的模擬存在一定的人體感覺死區(qū)，這將影響模擬逼真度。針對(duì)這一問題，本文在經(jīng)典洗出算法的基礎(chǔ)上提出一種不影響運(yùn)動(dòng)空間且能提高體感模擬逼真度的改進(jìn)算法，利用角加速度信號(hào)對(duì)直線加速度信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體感覺死區(qū)的補(bǔ)償。
　　最后，將該算法應(yīng)用于原理樣機(jī)。通過STM32開發(fā)板對(duì)MPU6050芯片進(jìn)行操作，測(cè)量經(jīng)典洗出算法改進(jìn)前后平臺(tái)加速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的經(jīng)典洗出算法針對(duì)平動(dòng)高通濾波器輸出加速度低于人體感覺閾