工程车辆并联运动模拟平台体感算法研究

发布时间：2023-07-25 03:36

　　由于工程车辆正在向大型化、重载化的方向发展,运动模拟器以其安全可靠性高、不受气象等外部条件限制等优点成为为驾驶员训练和车辆研发过程中不可缺少的试验仿真设备。体感算法(又称洗出算法)作为运动模拟器的关键技术,直接决定动感模拟的逼真效果。本文利用实验室已有的工程车辆运动模拟平台,研究体感算法,并进行仿真和实验分析。首先对本课题所选用的Stewart平台的自由度进行计算,并建立了坐标系,分析了坐标变换以及运动学反解的过程,并通过定步长搜索法利用平台数据计算出该平台的工作空间,为洗出算法参数调整及实验验证提供了依据。其次介绍了人体运动感知模型,并以传递函数的形式给出了耳石和半规管的数学模型。介绍了经典洗出算法的结构及原理,并对洗出算法各环节进行设计。分析了各个滤波器的作用,确定了滤波器的阶数及参数。利用Simulink搭建经典洗出算法模型,通过计算机仿真,对经典洗出算法的性能进行了分析。经典洗出算法基本能模拟给定的加速度信号,且满足车辆运动模拟平台运动范围的限制。但是经典洗出算法参数固定,在复杂工况下不能充分利用平台的工作空间,无法提供高逼真度的动感模拟。基于经典洗出算法,引入了自适应洗出算法...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 车辆模拟器
        1.2.2 洗出算法
    1.3 研究内容
第2章 运动模拟平台分析
    2.1 引言
    2.2 Stewart平台简介
    2.3 运动学反解
    2.4 工作空间分析
    2.5 本章小结
第3章 经典洗出算法原理及仿真分析
    3.1 引言
    3.2 人体运动感知模型
        3.2.1 耳石模型
        3.2.2 半规管模型
    3.3 经典洗出算法原理
    3.4 经典洗出算法设计
        3.4.1 比力计算
        3.4.2 比例环节
        3.4.3 坐标变换环节
        3.4.4 加速度高通滤波环节
        3.4.5 加速度低通滤波环节—倾斜协调环节
        3.4.6 角速度高通滤波环节
    3.5 经典洗出算法参数选择
        3.5.1 加速度高通滤波器参数确定
        3.5.2 加速度低通滤波器参数确定
        3.5.3 角速度高通滤波器参数确定
    3.6 经典洗出算法仿真与分析
    3.7 本章小结
第4章 自适应洗出算法设计与分析
    4.1 引言
    4.2 自适应洗出算法设计
        4.2.1 加速度自适应高通滤波器
        4.2.2 角速度自适应高通滤波器
    4.3 自适应洗出算法稳定性分析及改进
        4.3.1 稳定性问题
        4.3.2 稳定性分析
        4.3.3 自适应洗出算法改进
    4.4 自适应权重分析
    4.5 自适应洗出算法调试
    4.6 本章小结
第5章 洗出算法实验验证
    5.1 引言
    5.2 洗出算法数值化实现
    5.3 模拟平台硬件部分
    5.4 运动模拟控制系统设计及实现
        5.4.1 整体控制方案介绍
        5.4.2 控制系统硬件
        5.4.3 控制软件编写
    5.5 洗出算法实验验证
        5.5.1 起动——刹车过程
        5.5.2 转向过程
        5.5.3 装载作业过程
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3837085