三自由度轉(zhuǎn)臺控制規(guī)律研究.pdf

1、三自由度轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)三個自由度的運動，可以有效地模擬飛機、艦船、汽車、坦克等物體的運動，在飛行模擬器、艦船模擬器、汽車模擬器上都起著重要的作用。鑒于三自由度轉(zhuǎn)臺的重要功能以及在國防領域中的廣泛應用前景，無疑使之成為研究的重點。本文對三自由度轉(zhuǎn)臺的結構、運動規(guī)律、控制策略和規(guī)律進行了理論和仿真研究與分析。
　　 本文介紹了一種特殊結構的三自由度并聯(lián)結構轉(zhuǎn)臺，此結構轉(zhuǎn)臺可以模擬出飛機的橫搖運動、縱搖運動和豎直方向上的平動。本文所選結

2、構轉(zhuǎn)臺可以消除運動時沿兩個軸的平移附加運動。并且可以消除在運動平臺運動。對其空間結構和特殊性進行了分析講解，對自由度進行計算，對位置的正反解進行推導，該轉(zhuǎn)臺采用伺服電動缸作為驅(qū)動裝置，采用的是電力驅(qū)動方式。
　　 利用ADAMS軟件搭建了三自由度轉(zhuǎn)臺的三維模型，實現(xiàn)了運動仿真并驗證了運動學位置正反解公式推導的正確性，并對搭建出的機構模型進行了自由度的驗證與分析，對運動學和動力學進行了仿真。說明了ADAMS分析軟件在并聯(lián)驅(qū)動轉(zhuǎn)臺研

3、究中起到了重要作用，為快速準確地設計出符合要求的并聯(lián)結構轉(zhuǎn)臺提供了理論依據(jù)和主要參數(shù)，極大地減小了對物理樣機的依賴。
　　 控制方法的研究是轉(zhuǎn)臺研究中最重要的部分，本文采用的控制策略是基于并聯(lián)結構轉(zhuǎn)臺運動學模型的控制方法，認為各個支路都是一樣的，針對單一支路進行研究即可。該方法是將給定的運動平臺的目標位置和姿態(tài)參數(shù)，通過運動學反解計算得到各個支路的電動缸應該運動的目標位移參數(shù)，將其傳遞給各支路上的控制器，接著傳遞給伺服電動缸，進

4、而實現(xiàn)各支路互相獨立的位置閉環(huán)控制。該種方法設計出的控制器結構簡單，調(diào)試方便，易于實現(xiàn)，所以在實際工程中應用廣泛。但要想通過基于運動學模型的控制方法獲得較好的控制精度，應該保證運動學反解的正確性和單支路閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置控制精度。
　　 對轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)進行仿真，本文介紹了兩種方法，一種方法是只利用Matlab中SIMULINK搭建控制系統(tǒng)進行仿真；另一種方法是借助ADAMS和MATLAB實現(xiàn)協(xié)同控制仿真，通過聯(lián)合仿真可以更加直觀