船舶模擬器六自由度平臺建模及控制算法研究.pdf

1、船舶操縱模擬器通過模擬船舶在不同海況下的運動狀態(tài)實現(xiàn)對駕駛員的培訓。傳統(tǒng)的模擬器通過視景系統(tǒng)為人營造船舶在海面航行的運動感，而近年研發(fā)的船舶運動模擬器則為傳統(tǒng)的模擬器增加了運動平臺，通過平臺來模擬船舶在海面的運動，可用于對暈船病的研究和惡劣海況下的救助訓練等。本課題是基于船舶運動模擬器的液壓六自由度運動平臺展開的研究。
　　本文在對船舶模擬器的發(fā)展，六自由度運動平臺的特點、建模方法及控制算法的研究基礎上，對六自由度運動平臺的運動學

2、進行仔細的分析，推導了平臺運動學反解公式。
　　針對平臺系統(tǒng)采用的非對稱閥控制非對稱缸的液壓伺服系統(tǒng)進行數(shù)學建模，得到了液壓動力機構的方框圖，并通過仿真和試驗對理論模型進行了驗證。
　　本文采用聯(lián)合仿真的方法對六自由度運動平臺進行建模仿真。采用AMESim對液壓系統(tǒng)仿真建模，在液壓系統(tǒng)建模中參考伺服閥樣本曲線對所建模型參數(shù)進行修正。采用Virtual.Lab Motion對平臺機構動力學部分建模，建模過程中考慮各部件的慣性對

3、系統(tǒng)的影響，與傳統(tǒng)的動力學數(shù)學建模方式相比該方案準確且簡單。采用Matlab/Simulink對運動學反解和液壓控制系統(tǒng)建模。然后通過軟件之間的接口將機械、液壓和控制系統(tǒng)三部分模型聯(lián)合，建立液壓并聯(lián)機構的通用仿真模型。
　　最后，通過仿真模型與試驗結果的對比驗證了所建液壓六自由度平臺模型的正確性。在此基礎上，對比傳統(tǒng)PID控制和動壓反饋算法，通過平臺的機電液一體化模型和試驗對控制策略進行比較，證明采用動壓反饋算法會較好的提高平臺的