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                六自由度運動平臺的原理介紹

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                六自由度運動平臺的原理介紹

                發布日期:2019-04-11 作者:依時利新科技 點擊:

                      六自由度運動平臺的原理介紹

                      一、概述    

                      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,可廣泛應用到各種訓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、娛樂設備等領域,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。在加工業可制成六軸聯動機床、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,空間運動數學模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態仿真等等一系列高科技領域,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域水平的標志性象征。六自由度運動平臺是液壓及控制技術領域的皇冠級產品,掌握了它,在液壓和控制領域基本上就沒有了難題。

                多自由度平臺

                  二、傳統的伺服液壓控制六自由度運動平臺

                  到目前為止,世界上所有國家和研制單位,大型平臺都無一例外的采用了液壓伺服控制系統。


                  三、六自由度平臺控制的空間狀態解算

                  1.順向解):即已知六根液壓缸的長度,求解平臺姿態,到目前為止,還沒有直接中的的正解方程式,只能采用疊代方法,利用計算機快速運算的特點和上鉸鏈的結構條件約束來逼近求解平臺姿態。


                  2.反解(逆向解):描述一個剛體在空間旋轉的姿勢,常使用的方法是定義三個歐拉角來表達,當剛體旋轉至某一姿勢下,此三個歐拉角即組成一個旋轉矩陣,并借由旋轉矩陣作坐標轉換,便可求得剛體的一定位置。

                六自由度平臺

                  四、六自由度的速度協聯控制

                  當給定空間狀態后,可以分別算出六只缸的不同長度,為了讓平臺上的油缸在同一時間運動到新的位置,六只缸的運動速度是不相同的,這個問題的解決有兩種方法,一是采用標準的協聯控制器,該控制器需將油缸的運動長度數值送入,控制器能按所要求的時間,自動分配六只缸的運動速度,同時到達終點。第二種方法是自己編制運動速度方程,采用長度的小公倍數方法分配速度,也可達到同樣目的。


                  五、六自由度平臺的全數字控制

                  該數字缸取消了傳統控制中的伺服閥、傳感器、A/D轉換和D/A轉換等諸多環節,它是將傳感器、數字閥等全部做到油缸內部,形成自動位置反饋和速度反饋。數字缸可以直接接受計算機發出的數字脈沖信號進行可靠的工作。

                六自由度運動平臺

                  六.液壓技術在其他領域的成功應用

                  數字液壓缸與專門配套研制的數字控制器相配合,幾乎取消了傳統液壓控制中的所有液壓閥件和控制元件,它拋棄了傳統的閥口控制,把討厭的現場調試搬到了辦公室,幾乎做到了即裝即用,已經成功的應用到冶金、機械、水電、國防軍工等一系列疑難控制領域,其控制性能遠遠超過傳統的液壓控制技術,成功應用的實例有:冶金領域中的鋼水連鑄結晶器液面控制、結晶器液壓非正弦振動(均列入過國家攻關項目),帶鋼厚度控制(微米級精度)。水電領域中的水輪機調速控制;機械領域的大型無齒鋸多點速度控制和位置控制,軍工領域的大型導彈裝彈機構的多缸同步控制(任意多缸同步誤差可達0.1%)、軍艦舵機控制、減搖稽控制,模擬器領域的六自由度平臺控制等等一系列疑難控制,均取得了十分理想的效果。

                本文網址:http://www.874107.com/news/381.html

                關鍵詞:六自由度平臺,六自由度平臺設計,多自由度平臺

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