摇摆试验台的多系统并联仿真与试验研究
发布时间：2021-09-05 01:30
针对摇摆试验台模拟自然空间位置变化,尤其模拟海洋船舶运动姿态变化问题,以六自由度液压并联摇摆实验台控制系统为研究对象,使用多个商用软件进行机械、液压与控制并联仿真、控制优化并验证试验。研究结果表明:采用并联仿真后,液压控制系统对液压缸的控制具有更好的跟随性。开发的控制模型,使并联系统的机械动态特性与液压控制随动性更加匹配,工作过程更为精准、流畅。
【文章来源】：江苏船舶. 2020,37(05)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
摇摆实验台联合函数传递运动与控制仿真原理图
六自由度液压并联摇摆实验台机构主要包括:上平面动工作平台、下平面静平台、上平面摆动液压缸驱动机构、电液伺服阀控制系统、液压动力恒定驱动站等。工作平台与静平台间通过上、下2组各6个球铰链与6个液压缸柔性并联相接，实现工作平面在6个液压缸的协同驱动下，绕其最大空间包络6个自由度方向运动[6-8]，见图2(a);图2(b)为导入ADAMS的Solid Works建立的三维几何模型。将六自由度液压并联摇摆实验台的球铰、液压缸活塞的几何模型在ADAMS内定义为旋转副、移动副，建立起单分量的力矩与输入/输出变量传递函数，再将形成的ADAMS-Sub控制模型传递函数导入至MAT-LAB中，使ADAMS-Sub接受模拟的液压缸驱动力传递函数，输出活塞杆的速度与位移函数。文献[9]讨论了摇摆台的工作平台在空间上的姿态变化的受控情况，通过反解求出各液压缸的伸缩长度传递函数。在MATLAB/Simulink中建立六自由度液压并联摇摆实验台工作平面的反解传递函数(见图3)，分别给定工作平台6个自由度上的运动约束的最大包络空间，得到各液压缸工作长度变化规律的传递函数[10]，并将此函数反馈到Simulink反解器中求解，形成AMESim中动态伺服阀、液压驱动力与液压缸伸缩控制传递函数信号。图3 摇摆平台运动学反解Simulink仿真模型
摇摆平台运动学反解Simulink仿真模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]海浪模拟视觉仿真系统与并联六自由度平台控制系统的数据通信[J]. 陈宁,魏亮. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]六自由度摇摆平台的反解模型及其仿真研究[J]. 赵轩,纪文刚,左海涛,张睿平. 北京石油化工学院学报. 2017(02)
[3]Analysis and Application of the Singularity Locus of the Stewart Platform[J]. MA Jianming,HUANG Qitao,XIONG Haiguo,and HAN Junwei State Key Laboratory of Robotics and System,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(01)
[4]基于MATLAB、C ++、Vega的减摇鳍控制系统的视觉仿真[J]. 陈宁,余纯,佘建国. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2007(06)
博士论文
[1]液压六自由度并联机器人运动控制研究[D]. 王洪瑞.燕山大学 2003
硕士论文
[1]并联六自由度平台海浪运动仿真控制系统研究[D]. 魏亮.江苏科技大学 2017
[2]基于DSP并行架构的海浪模拟系统设计与实现[D]. 邱静.昆明理工大学 2013
[3]液压摇摆台控制系统研究[D]. 王令军.哈尔滨工程大学 2008
[4]六自由度并联平台运动规律及控制方法研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3384404
【文章来源】：江苏船舶. 2020,37(05)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
摇摆实验台联合函数传递运动与控制仿真原理图
六自由度液压并联摇摆实验台机构主要包括:上平面动工作平台、下平面静平台、上平面摆动液压缸驱动机构、电液伺服阀控制系统、液压动力恒定驱动站等。工作平台与静平台间通过上、下2组各6个球铰链与6个液压缸柔性并联相接，实现工作平面在6个液压缸的协同驱动下，绕其最大空间包络6个自由度方向运动[6-8]，见图2(a);图2(b)为导入ADAMS的Solid Works建立的三维几何模型。将六自由度液压并联摇摆实验台的球铰、液压缸活塞的几何模型在ADAMS内定义为旋转副、移动副，建立起单分量的力矩与输入/输出变量传递函数，再将形成的ADAMS-Sub控制模型传递函数导入至MAT-LAB中，使ADAMS-Sub接受模拟的液压缸驱动力传递函数，输出活塞杆的速度与位移函数。文献[9]讨论了摇摆台的工作平台在空间上的姿态变化的受控情况，通过反解求出各液压缸的伸缩长度传递函数。在MATLAB/Simulink中建立六自由度液压并联摇摆实验台工作平面的反解传递函数(见图3)，分别给定工作平台6个自由度上的运动约束的最大包络空间，得到各液压缸工作长度变化规律的传递函数[10]，并将此函数反馈到Simulink反解器中求解，形成AMESim中动态伺服阀、液压驱动力与液压缸伸缩控制传递函数信号。图3 摇摆平台运动学反解Simulink仿真模型
摇摆平台运动学反解Simulink仿真模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]海浪模拟视觉仿真系统与并联六自由度平台控制系统的数据通信[J]. 陈宁,魏亮. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]六自由度摇摆平台的反解模型及其仿真研究[J]. 赵轩,纪文刚,左海涛,张睿平. 北京石油化工学院学报. 2017(02)
[3]Analysis and Application of the Singularity Locus of the Stewart Platform[J]. MA Jianming,HUANG Qitao,XIONG Haiguo,and HAN Junwei State Key Laboratory of Robotics and System,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(01)
[4]基于MATLAB、C ++、Vega的减摇鳍控制系统的视觉仿真[J]. 陈宁,余纯,佘建国. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2007(06)
博士论文
[1]液压六自由度并联机器人运动控制研究[D]. 王洪瑞.燕山大学 2003
硕士论文
[1]并联六自由度平台海浪运动仿真控制系统研究[D]. 魏亮.江苏科技大学 2017
[2]基于DSP并行架构的海浪模拟系统设计与实现[D]. 邱静.昆明理工大学 2013
[3]液压摇摆台控制系统研究[D]. 王令军.哈尔滨工程大学 2008
[4]六自由度并联平台运动规律及控制方法研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3384404
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