基于Stewart平臺的動感平臺設(shè)計與控制研究.pdf

1、Stewart平臺是經(jīng)典的六自由度并聯(lián)機構(gòu)，自提出以來，經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而六自由度動感平臺是該機構(gòu)在娛樂行業(yè)的擴展應(yīng)用，在國內(nèi)屬于新興且發(fā)展迅猛的產(chǎn)業(yè)。由于這類動感平臺模擬逼真，體驗效果好，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
　　本文針對六自由度動感平臺指標(biāo)要求，設(shè)計平臺結(jié)構(gòu)，以及控制系統(tǒng)的硬件、軟件和控制策略，并通過調(diào)試試驗，證明所設(shè)計系統(tǒng)的可行性。
　　本文首先建立六自由度并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)模型，

2、通過仿真設(shè)計出平臺結(jié)構(gòu)中上、下鉸圓、液壓缸、伺服閥、虎克鉸等關(guān)鍵部件參數(shù)。然后建立電液控制系統(tǒng)模型，分析所設(shè)計的電液控制系統(tǒng)特性，提出采用動壓反饋和前饋控制來提高系統(tǒng)阻尼，校正相位滯后和幅值衰減。同時，利用MATLAB與ADAMS聯(lián)合的半物理模型仿真，驗證所設(shè)計平臺和電液控制系統(tǒng)的的合理性。
　　根據(jù)動感平臺動態(tài)特性要求，設(shè)計出模糊 PID控制器，通過對比仿真，證明其在不同輸入信號下，對單通道電液控制系統(tǒng)的控制效果均優(yōu)于常規(guī)PID

3、控制器。另外，通過聯(lián)合仿真，證明模糊PID控制器在控制整機運動時效果也比較理想。
　　根據(jù)六自由度動感平臺多通道、實時性高、實時運算量和通信量大等特點，設(shè)計出基于 C8051F120微處理器的單片機作為控制系統(tǒng)的下位機，上位機采用普通PC機，并編寫了上位機與下位機控制程序。利用實驗六自由度運動模擬器調(diào)試，證明整套控制系統(tǒng)能達到所需的控制效果，具有較好的實時性與可靠性。
　　本文設(shè)計了一種三維互不相關(guān)逆M序列發(fā)生器，以此作為激