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《哈尔滨工程大学》 2013年
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六自由度运动平台控制系统研究

姚石磊  
【摘要】:六自由度运动平台通过控制其六个运动缸的伸缩量,从而实现运动平台的上平台在空间内六个自由度的运动。运动平台具有结构刚度大,承载能力强,控制精度高等优点,被广泛应用于汽车、舰船、飞机等运动模拟测试实验设备上,是现代汽车工业、宇航设备、舰船平台发展的重要设备。 本文以六自由度运动平台为研究对象,提出控制系统的技术指标,并设计制作完成了运动平台的控制系统,实现了在Windows内核模式下的实时控制系统的设计。本文主要从六自由度运动平台进行运动学分析,控制系统设计及实现,系统实时性能测试和分析这个三方面进行研究。 在了解运动平台的尺寸等基本信息的情况下,对运动平台进行运动学建模,在所建立的空间坐标系中,利用矩阵运算完成六自由度运动平台空间姿态和六个运动缸之间的反解算法,并根据反解算法得到六个运动缸的伸缩量与平台姿态之间的直接关系,为后续控制算法的设计以及算法程序的编写提供理论依据。 根据控制系统的技术指标完成总体方案设计,在熟悉驱动器结构与控制原理的基础上完成输入/输出接口电路的制作和驱动器配线等,在此硬件平台基础上,完成控制系统的非实时部分和Windows内核模式下硬件驱动程序形式实现的实时控制部分。 利用驱动器支援软件PANATERM Ver.5.0测试课题设计的六自由度运动平台控制系统的性能,并与直接在Windows用户模式下实现的控制系统相比较,得出本文所设计的控制系统具有良好的实时性,满足控制系统的性能指标中对实时性的要求。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP273

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