提高六自由度运动平台动态性能的控制方法研究

发布时间：2021-02-17 18:06

　　六自由度平台的动态性能是其重要的技术指标之一。本文通过研究液压伺服系统的控制方法,进而改善基于液压驱动的六自由度平台的动态性能,为研制高水平的模拟器奠定基础。论文首先分析了六自由度平台的结构及运动特点,推导出了平台单回路的数学模型及控制器模型,并利用AMESim液压系统仿真软件建立了单回路运动控制系统的仿真模型,为平台控制策略的研究提供了保证。通过对PID控制、带有压力反馈补偿的PID控制以及鲁棒H∞三种控制方法的仿真分析和实验分析,可以得出:1)第一种控制方法具有简单、可靠性高、易于实现的特点,但是无法满足平台作高频（>1Hz）运动时动态指标的要求,且抗负载扰动能力差;2)第二种控制方法可以提高液压系统的阻尼比和固有频率,增加系统的运动平滑性与响应快速性,却同样存在着抗负载扰动能力差的弱点;3)第三种控制方法在试验中表现了很好的抗负载扰动能力,其不足在于无法显著地提高系统的动态响应速度。因此,单纯地采用任何一种控制方法,难以理想地提高系统的动态性能。最后,论文提出一种带有压力反馈补偿的鲁棒H∞控制方法。仿真与试验表明,此种控制方法可以使平台系统具有较好的响应速度、运动精度及鲁棒... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Stewart平台

2 六自由度平台系统的建模.1 平台系统的组成六自由度运动平台的结构，关键零部件性能的优劣，计算机控制系统体系结构是理都可以直接影响到模拟器的动态性能。因此，合理的设计搭配，是模拟器具有动态性能的前提。.1.1 六自由度平台的整体结构六自由度平台系统由运动平台构件、运动监控软件系统和液压站组成。运动平台包括六个等样的不对称阀和配套的不对称液压缸,12 个万向铰用以连接上下平台并－串－并的空间运动机构,上运动平面与下固定基座采用相似六边形结构。

F＝6(14-18-1)+2*18=6度平台系统的液压站主要由变量泵,油箱,出回油管路,蓄能器,系统及相关的仪表组成。泵站系统正常工作压力为 110bar，所需l/min,采用一台 1500rev/min三相交流电机和三个额定容积为63由度执行器的结构系统中的单自由度执行器采用非对称阀控非对称缸结构。非对称构简单，制造成本低，承载能力大等优点，在工程上得到广泛简单，但会造成液压缸正反向运动速度不一致，同时在活塞杆跃变和造成平台的振动。针对这些情况，拟通过伺服阀阀芯窗腔面积比实现一定的匹配，消除空载时液压缸伸缩速度差以及声、振动。非对称阀与非对称缸结构图如下：

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3038343