基于六自由度運動平臺的力加載控制研究.pdf

1、高速鐵路快速發(fā)展，對測試設備的要求越來越高?；诹杂啥炔⒙?lián)機構的液壓綜合試驗臺，能夠模擬列車運行時兩車端的運動關系，測量整個車端的剛度、阻尼，測試安裝在車端的車鉤、貫通道、電器連接器、制動管路等部件的干涉情況，為列車動力學分析和結構設計提供參考依據(jù)。在測量車端部件貫通道的剛度、阻尼等參數(shù)時，需要對基于六自由度運動平臺的力加載控制進行研究。
　　本文首先介紹了并聯(lián)機構的特點、發(fā)展和應用概況，以及力控制的研究現(xiàn)狀和關鍵性問題。然后，

2、研究了單通道系統(tǒng)位置環(huán)和力環(huán)的動態(tài)特性，并分析了力傳感器測量值的坐標系變換過程，對擴展到六自由度運動平臺時的動態(tài)響應進行了探討。在相應分析中，采用了可行的控制策略，并設計了有效的力控制器。
　　在單通道系統(tǒng)分析中，首先建立了單出桿閥控缸動力機構及貫通道負載的數(shù)學模型，通過仿真分析得到了系統(tǒng)的頻寬和動態(tài)響應特性。在分析力加載控制特性時，采用了力環(huán)包容位置環(huán)的控制策略。通過基于導納控制的力控制器，將力誤差信號轉換為內(nèi)部位置環(huán)的補償信號

3、，實現(xiàn)了力加載控制，并獲得了系統(tǒng)力控制頻寬。由于力加載過程中，貫通道負載參數(shù)具有時變性，因此本文分別研究了各參數(shù)的變化對單通道系統(tǒng)動態(tài)響應的影響。
　　分析了基于六自由度運動平臺力加載測量原理，研究了力傳感器測量值從傳感器坐標系到貫通道參數(shù)計算輔助坐標系的轉換過程，并給出了兩者間的變換關系式。通過坐標變換的歐拉角描述，給出了該變換關系式的求解過程。
　　六自由運動平臺廣義輸出力大閉環(huán)力加載控制分析中，首先改進了單通道系統(tǒng)的控