六自由度船舶運動模擬器非線性建模仿真及控制策略研究.pdf

1、船舶運動模擬器用于在實驗室中再現(xiàn)船舶的運動狀態(tài)，具備可靠性、經(jīng)濟性以及可控性等優(yōu)勢。液壓驅(qū)動船舶運動模擬器受液壓系統(tǒng)非線性等因素影響，存在跟蹤精度差、系統(tǒng)頻寬低等問題。傳統(tǒng)的基于線性模型的控制策略，并不能完全滿足運動模擬系統(tǒng)的精度要求。本課題以船舶運動模擬器液壓六自由度平臺系統(tǒng)為研究對象，對系統(tǒng)的非線性建模及控制策略問題開展研究。
　　論文第二章主要研究液壓六自由度平臺系統(tǒng)聯(lián)合仿真建模問題。分別推導(dǎo)非對稱滑閥各節(jié)流閥口的流量方程、

2、非對稱缸流量連續(xù)性方程及負載的力平衡方程，基于Matlab/simulink平臺，搭建非對稱閥控非對稱缸動力機構(gòu)的仿真模型。構(gòu)建船舶運動模擬器機械系統(tǒng)的三維模型，并將其導(dǎo)入至ADAMS平臺中，建立機械系統(tǒng)仿真模型。運用Matlab/Simulink建立控制系統(tǒng)模型，通過軟件間的交互接口，建立船舶運動模擬器液壓六自由度平臺聯(lián)合仿真模型，為選擇適當(dāng)?shù)目刂撇呗缘於ɑA(chǔ)。
　　論文第三章研究基于非線性模型的液壓六自由度平臺控制策略。通過運

3、動學(xué)反解分析，將平臺位姿指令轉(zhuǎn)換為六個液壓缸的位移指令。為滿足運動模擬器階躍響應(yīng)及系統(tǒng)頻寬等動態(tài)指標(biāo)的要求，提出基于頻率特性的振動控制補償和反饋線性化控制策略。振動控制補償方法中，基于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，在外環(huán)設(shè)計前饋校正控制器，通過修正驅(qū)動信號，減小響應(yīng)信號與期望信號的偏差，提高系統(tǒng)頻寬。反饋線性化控制策略中，基于狀態(tài)反饋抵消液壓動力機構(gòu)中的非線性環(huán)節(jié)，將其轉(zhuǎn)換為線性系統(tǒng)，再采用極點配置方法，提升系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)。
　　論文第四章中