六自由度平臺-PT-012-1

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1：系統(tǒng)組成
六自由度平臺系統(tǒng)由Stewart機構(gòu)的六自由度運動平臺、計算機控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等組成。下平臺安裝在地面的固定基座基上，上平臺為支撐平臺。計算機控制系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)控制電動缸的行程，實現(xiàn)運動平臺的六個自由度的運動，即笛卡爾坐標系內(nèi)的三個平移運動和繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動。
各主要部分簡述如下：
1）運動平臺
上平臺：連接需要被模擬動作的機構(gòu)
上鉸鏈：雙回轉(zhuǎn)軸的虎克鉸結(jié)構(gòu)，用于連接上平臺與電動缸的活塞桿。
下鉸鏈：單虎克鉸結(jié)構(gòu)，用于連接固定基座與電動缸的筒體。
下平臺：安裝固定基座。
2）計算機控制系統(tǒng)硬件
運動控制計算機（伺服控制單元）：實現(xiàn)平臺系統(tǒng)啟動/停止、接收上位機發(fā)來的位姿控制信息、對電動缸進行運動控制、監(jiān)控伺服電機驅(qū)動器的工作狀態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)的運動狀態(tài)、完成故障處理以及安全保護工作。
信號調(diào)理單元：完成與平臺系統(tǒng)運動狀態(tài)相關(guān)的各種傳感器信號、測試信號和數(shù)字I/O信號的調(diào)理，以及伺服驅(qū)動器的驅(qū)動等。
3）系統(tǒng)控制軟件
運動控制計算機的軟件包括運動控制軟件和邏輯控制軟件。
2：系統(tǒng)工作原理
平臺的工作原理如圖2.1所示?？刂葡到y(tǒng)為分層控制結(jié)構(gòu)，監(jiān)控單元負責(zé)人機界面交互，接受用戶操作指令。并將控制信號下達給實時控制計算機。圖2.1?系統(tǒng)原理框圖
首先，用戶輸入期望的運動參數(shù)（運動平臺位姿、速度或加速度），如X向正弦運動。該運動參數(shù)傳輸給運動控制計算機，運動計算機通過運動學(xué)反解計算出六個電動缸的運動參數(shù)（電動缸位移量）；然后，運動計算機根據(jù)六支電動缸運動參數(shù)和六個電動缸的位移反饋量，驅(qū)動六個伺服驅(qū)動器，實現(xiàn)六個電動缸閉環(huán)位置控制，使六個電動缸達到所要求的位移量，那么運動平臺也就達到了所期望的運動姿態(tài)。六自由度運動平臺，由于有極為廣闊的應(yīng)用前景，六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成，下平臺固定在基礎(chǔ)上，借助六只油缸的伸縮運動，完成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態(tài)，可廣泛應(yīng)用到各種訓(xùn)練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設(shè)備等領(lǐng)域，甚至可用到空間宇宙飛船的對接，空中加油機的加油對接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、靈巧機器人等。由于六自由度運動平臺的研制，涉及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數(shù)學(xué)模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態(tài)仿真等等一系列高科技領(lǐng)域，因而六自由度運動平臺的研制變成了高等院校、研究院所在液壓和控制領(lǐng)域水平的標志性象征。

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