與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境動(dòng)感交互的賽車模擬裝置研究.pdf

1、賽車模擬游戲，是20世紀(jì)90年代以來在世界各地逐步興起的一種高科技娛樂項(xiàng)目，它是當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)高度發(fā)展與結(jié)合的產(chǎn)物。賽車模擬游戲的主要奧妙，在于參與者通過適當(dāng)操縱裝置與虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)動(dòng)感交互，這種“實(shí)時(shí)動(dòng)感交互”讓參與者有更加逼真的、身臨其境的、動(dòng)感刺激的賽車體驗(yàn)。
　　 結(jié)合中山市產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目“4D動(dòng)感影院關(guān)鍵裝備的研究與開發(fā)”，本文根據(jù)賽車模擬裝置的特點(diǎn)，分析賽車模擬裝置的主要需求，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)

2、較為簡單、經(jīng)濟(jì)適用的2自由度賽車模擬裝置游戲平臺。該平臺使用兩套電動(dòng)缸為驅(qū)動(dòng)裝置，通過側(cè)傾、俯仰2個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛彎道、斜坡的體感仿真，通過電動(dòng)缸不同的輸出頻率實(shí)現(xiàn)車輛變速、碰撞的體感仿真。論文具體的研究工作如下:
　　 (1)研究了平臺的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。根據(jù)平臺機(jī)構(gòu)的矢量關(guān)系，通過RPY角描述法，建立動(dòng)平臺位置反解模型，通過對位置正解中解析法和數(shù)值法的分析，選用牛頓-拉夫遜法建立位置正解模型，并以MATLAB進(jìn)行仿真算例。<

3、br>　　 (2)完成了平臺的機(jī)械設(shè)計(jì)工作。根據(jù)平臺總體設(shè)計(jì)要求和各零部件的功能，完成整個(gè)賽車模擬裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的搭建，運(yùn)用PRO/E創(chuàng)建賽車模擬裝置三維模型。
　　 (3)完成了平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。首先，根據(jù)本文控制系統(tǒng)系特點(diǎn)，將控制系統(tǒng)劃分主控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、控制實(shí)施模塊三個(gè)部分，并對其功能作了簡單地介紹;然后，重點(diǎn)介紹了本文的運(yùn)動(dòng)控制模塊和控制實(shí)施模塊;最后，依據(jù)各系統(tǒng)模塊功能的特點(diǎn)，完成了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件平臺的