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六自由度船舶运动模拟试验台的设计

王桂霞  
【摘要】:六自由度船舶运动模拟试验台作为并联机器人的一种,发展迅速、应用广泛,它能够在实验室将船舶在海洋中的摇摆姿态模拟出来,可以将舰载武器、设备、仪器等放在六自由度船舶运动模拟试验台上进行陆地试验,验证舰载武器、设备或仪器等的可靠性,减少海上试验风险和次数,从而降低武器、设备或仪器等的试验成本和研制周期。本文针对六自由度船舶运动模拟试验台的使用环境和特殊的升沉幅度要求,同时考虑到系统的可靠性和成本,对六自由度船舶运动模拟试验台进行了总体设计、机械系统和控制系统设计。根据六自由度船舶运动模拟试验台的总体设计要求、性能指标要求及接口要求等,采用六自由度Stewart平台结构与升降平台相结合的方案,对整个六自由度船舶运动模拟试验台进行了总体设计;对机械系统进行了误差建模和有限元分析,并对主要元器件如升降机、电动缸等进行选型计算;对控制系统进行了运动学、幅频特性、相频特性分析,并利用Visual C++编写运动控制程序、姿态解算程序及管理界面程序等。最后,利用海克斯康的三轴激光测量系统对六自由度船舶运动模拟试验台的定位精度和重复定位精度进行了测试,测试结果满足试验台的性能指标要求,达到了预期的成果。


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