收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Stewart平台的动感平台设计与控制研究

李建明  
【摘要】:Stewart平台是经典的六自由度并联机构,自提出以来,经过多年的研究和发展,已经广泛应用于各个领域,而六自由度动感平台是该机构在娱乐行业的扩展应用,在国内属于新兴且发展迅猛的产业。由于这类动感平台模拟逼真,体验效果好,具有广阔的市场应用前景。 本文针对六自由度动感平台指标要求,设计平台结构,以及控制系统的硬件、软件和控制策略,并通过调试试验,证明所设计系统的可行性。 本文首先建立六自由度并联机构运动学和动力学模型,通过仿真设计出平台结构中上、下铰圆、液压缸、伺服阀、虎克铰等关键部件参数。然后建立电液控制系统模型,分析所设计的电液控制系统特性,提出采用动压反馈和前馈控制来提高系统阻尼,校正相位滞后和幅值衰减。同时,利用MATLAB与ADAMS联合的半物理模型仿真,验证所设计平台和电液控制系统的的合理性。 根据动感平台动态特性要求,设计出模糊PID控制器,通过对比仿真,证明其在不同输入信号下,对单通道电液控制系统的控制效果均优于常规PID控制器。另外,通过联合仿真,证明模糊PID控制器在控制整机运动时效果也比较理想。 根据六自由度动感平台多通道、实时性高、实时运算量和通信量大等特点,设计出基于C8051F120微处理器的单片机作为控制系统的下位机,上位机采用普通PC机,并编写了上位机与下位机控制程序。利用实验六自由度运动模拟器调试,证明整套控制系统能达到所需的控制效果,具有较好的实时性与可靠性。 本文设计了一种三维互不相关逆M序列发生器,以此作为激励信号对运动模拟器各通道进行系统辨识,并基于辨识模型设计出前馈控制器,校正系统相位滞后和幅值衰减,提高了系统动态性能。同时,利用前面设计的模糊PID控制器进行单通道控制实验,证明该控制器在实际控制中也具有较好的控制效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐东光;董彦良;吴盛林;吴博;赵克定;;液压驱动Stewart平台非线性自适应控制器设计[J];机械工程学报;2007年03期
2 徐东光;吴博;吴盛霖;唐建林;;基于模糊调节的Stewart平台积分滑模变结构控制器的设计[J];中国机械工程;2008年04期
3 吴庆林;乔兵;张斌;王帅;;基于Stewart平台的次镜控制系统设计[J];国外电子测量技术;2013年11期
4 郭洪波;刘永光;李洪人;;六自由度Stewart平台动力学模型的特性分析[J];北京航空航天大学学报;2007年08期
5 杨鹏;梁利华;李国斌;;基于改进蚁群算法的Stewart平台奇异性分析[J];中国机械工程;2008年02期
6 陈光达,段宝岩,苏玉鑫,翟天嵩;基于嵌入式系统的Stewart平台伺服控制器设计[J];弹箭与制导学报;2003年04期
7 陈光达,仇原鹰,米建伟,保宏;Stewart平台嵌入式控制系统[J];西安电子科技大学学报;2004年03期
8 赵慧;张尚盈;;Stewart平台雅可比矩阵分析[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2007年03期
9 赵东亚;邹涛;王治平;;Stewart平台鲁棒有限时间稳定控制方法研究[J];制造业自动化;2010年08期
10 邱法维;杨丽;沙锋强;黄兴宏;王刚;;Stewart平台力控制系统研发[J];液压与气动;2011年12期
11 赵克定,杨灏泉,吴盛林,袁立鹏;基于Stewart平台的六维力/力矩传感器各向同性的解析研究[J];航空学报;2002年03期
12 苏玉鑫,魏强,段宝岩;大射电望远镜精调Stewart平台工作空间分析[J];西安电子科技大学学报;2003年02期
13 李海滨;隋春平;王洪光;高理富;赵明扬;龚海里;;基于Stewart平台六维力传感器的分区静态标定方法[J];传感技术学报;2006年01期
14 黄昔光;廖启征;魏世民;;Stewart平台机器人位置正解[J];电机与控制学报;2009年S1期
15 段学超,仇原鹰,段宝岩;大射电望远镜精调Stewart平台并联机器人伺服带宽分析[J];中国机械工程;2005年03期
16 孙坚;丁永生;郝矿荣;;基于电子罗盘的新型3-2-1 Stewart平台实时运动学正解法[J];机床与液压;2008年09期
17 吴东苏;顾宏斌;;基于模糊干扰观测器的电动Stewart平台自适应模糊控制[J];机械科学与技术;2008年06期
18 孙坚;丁永生;;基于粒子群优化免疫克隆算法的Stewart平台控制[J];制造技术与机床;2010年11期
19 赵恒华;基于Stewart平台虚轴机床运动学研究[J];抚顺石油学院学报;2000年02期
20 韩蕾;傅绍文;;基于LPV方法的Stewart平台关节空间分散控制[J];信息与控制;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王玉新;王仪明;柳杨;朱殿华;;对称结构Stewart平台机器人的位置正解[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
2 赵慧;张尚盈;;Stewart平台雅可比矩阵分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
3 池维超;曹登庆;聂一帆;黄文虎;;基于Stewart平台的微振动主动控制器设计[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年
4 赵慧;张尚盈;;液压驱动Stewart平台位姿控制仿真[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏玉鑫;大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制[D];西安电子科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 崔勇;Stewart平台六维力传感器及其标定系统的设计[D];燕山大学;2006年
2 刘首伟;基于VRML的Stewart平台结构干涉校核研究[D];大连海事大学;2010年
3 薛博文;液压驱动Stewart平台的输出力控制研究[D];燕山大学;2011年
4 李立建;基于Stewart平台的并联调姿及柔性力传感器刚度技术研究[D];燕山大学;2014年
5 李建明;基于Stewart平台的动感平台设计与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978