六自由度運動平臺控制系統(tǒng)設計及控制策略研究.pdf

1、隨著科技的進步，六自由度平臺作為運動模擬器的應用領域的不斷的拓展和深化，模擬設備需要承載的負載不斷增加，需要模擬的工況越來越復雜，對模擬器的性能、模擬器的動態(tài)模擬范圍及模擬精度也提出了更為嚴苛的要求。為了達到這些要求，六自由度平臺從最初的結構設計、各組成元件的加工和裝配到控制系統(tǒng)的設計和搭建，都必須達到更高的標準。
　　本課題以浙江大學機械工程學院流體動力與機電系統(tǒng)國家重點實驗室現有六自由度電液伺服平臺為基礎，綜合現有伺服控制技術

2、及研究成果，旨在研制一套高性能、高穩(wěn)定性、高拓展性的六自由度平臺控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的難點在于控制軟件的設計，控制策略的研究以及控制軟件的實現上，因此本課題的主要研究章節(jié)與研究內容分別概括如下:
　　第一章首先說明了本課題的來源和背景，闡述了課題的研究目的和意義。然后再對六自由度平臺的結構和特點、在各個領域的應用以及研究現狀做了簡要介紹，最后簡要概述了本課題的主要研究內容與目標。
　　第二章對六自由度平臺的數學模型進行了分析。

3、分別對平臺的運動學模型、平臺動力學模型以及單缸伺服控制系統(tǒng)數學模型進行了推導和分析，為后續(xù)的仿真和控制策略研究奠定了基礎。
　　第三章首先對控制系統(tǒng)硬件組成系統(tǒng)進行設計，并搭建出軟件開發(fā)平臺，接著對平臺控制軟件進行需求分析和整體架構設計，并根據系軟件架構對軟件進行詳細的模塊化設計;之后介紹了平臺各模塊的詳細設計與實現，最后通過實驗對控制軟件進行了詳細的功能測試。
　　第四章首先簡單介紹了普通PID控制器的原理和利弊，并針對六

4、自由度平臺模型的非線性特征提出了模糊PID控制器并對控制器進行了設計;然后利用Simulink環(huán)境搭建了六自由度平臺的仿真模型，對比和分析了PID控制器和模糊PID控制器策略對單缸模型以及平臺準閉環(huán)模型的控制效果。
　　第五章首先對平臺實驗系統(tǒng)進行了簡介，并根據實驗內容提出系統(tǒng)評價指標。接著在給定不同運動頻率和運動幅度的控制信號下，分別對基于常規(guī)PID控制器和模糊PID控制器的平臺運動情況進行了實驗研究，并對實驗結果進行分析。