五自由度模擬運動平臺的構(gòu)型及控制研究.pdf

1、串聯(lián)機構(gòu)的發(fā)展曾經(jīng)帶動了空間機構(gòu)學的發(fā)展，近20年來并聯(lián)機構(gòu)的發(fā)展再次促進了空間機構(gòu)學的發(fā)展。今天，為了我國的科技進步，自主創(chuàng)新性及在一些新興產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域開辟自己獨特的道路，基于串聯(lián)機構(gòu)與并聯(lián)機構(gòu)的特點，混聯(lián)機構(gòu)成為各種高端技術(shù)應用一個新的熱點。
　　 本文以“五自由度風洞模擬試驗平臺”為研究背景，根據(jù)風洞實驗運動平臺的實驗要求，分析了它的構(gòu)型、自由度及運動原理。在運動學方面首先是對其并聯(lián)部分進行正反解分析，然后結(jié)合串聯(lián)部分總結(jié)出

2、實驗模型的位姿與模擬運動平臺各個電動缸支鏈的變化關(guān)系，并使用Matlab軟件建立數(shù)學模型進行計算驗證。
　　 靜力學的研究是根據(jù)模擬運動平臺的特征，結(jié)合動平臺和串聯(lián)部分的重力，試驗模型在風洞試驗中的受力情況，總結(jié)出模型在風洞試驗時的受力情況與模擬運動平臺各電動缸支鏈的變化關(guān)系。
　　 固有頻率分析是構(gòu)建模擬平臺的重要部分，通過對模擬運動平臺各電動缸支鏈的剛度分析得到模擬平臺的廣義剛度矩陣，用凱恩方法求出模擬運動平臺的廣義

3、質(zhì)量矩陣。根據(jù)所求得的廣義剛度矩陣和廣義質(zhì)量矩陣推出模擬運動平臺的固有頻率及相應的振型。為驗證計算的準確性，在Solidworks中建立模擬運動平臺的模型，并導入到Ansys中進行模態(tài)分析得到其固有頻率，將得到的值與上述分析的結(jié)果相比較進一步驗證理論的推到過程。
　　 根據(jù)模擬運動平臺的運動原理構(gòu)建了該裝備控制系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)，介紹了構(gòu)成模擬運動平臺硬件控制系統(tǒng)中主要硬件的功能和應用。設(shè)計了伺服驅(qū)動器的電源系統(tǒng)、DC電源及其連接

4、，說明了數(shù)據(jù)采集卡的連接原理，并對數(shù)據(jù)采集卡的采集數(shù)據(jù)通道所對應的數(shù)據(jù)作出了具體的說明。
　　 伺服系統(tǒng)的調(diào)整可以保證伺服電機運行時具有良好的穩(wěn)定和響應等性能，本文對伺服電機的調(diào)試方法和過程作了的探討。模擬運動平臺的控制程序是用VisualC++軟件編寫的，并對程序應用界面的仿真及操作過程作了詳細介紹。
　　 上述對風洞實驗運動平臺的設(shè)計研究為風洞實驗的研究提供了一種新的技術(shù)手段，對其它相似五自由度混聯(lián)機構(gòu)聯(lián)的構(gòu)型及控制