電液伺服六自由度搖擺臺(tái)性能及控制策略研究.pdf

1、電液伺服六自由度搖擺臺(tái)是一種采用了經(jīng)典的Stewart機(jī)構(gòu)形式的力學(xué)環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備，以其承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)剛度大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來在軍工、核電、高鐵等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。論文圍繞六自由度搖擺臺(tái)的性能進(jìn)行了以下研究：
　　本文首先采用坐標(biāo)變換和矩陣微分的方法進(jìn)行搖擺臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立了Stewart機(jī)構(gòu)位置反解的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)出一種求解位置正解的數(shù)值方法。然后，采用Kane法建立了不考慮支腿慣量的搖擺臺(tái)單剛體動(dòng)力學(xué)模型，并

2、分別在Simulink和SimMechanics環(huán)境下進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模仿真，驗(yàn)證其動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
　　工作空間和奇異性是衡量搖擺臺(tái)性能的兩個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于給定結(jié)構(gòu)的搖擺臺(tái)，本文就搖擺臺(tái)的可達(dá)空間進(jìn)行分析，給出了三維空間描述，并對(duì)奇異性進(jìn)行校驗(yàn)，以保證搖擺臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全性。
　　設(shè)計(jì)節(jié)約能源和成本的液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)是電液伺服六自由度搖擺臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)之一。首先，根據(jù)搖擺臺(tái)所要實(shí)現(xiàn)的功能，合理優(yōu)化液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案。之后，根據(jù)最佳負(fù)載

3、匹配原則對(duì)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)液壓系統(tǒng)的油源流量和蓄能器容積進(jìn)行了分析和計(jì)算。最后，分析了搖擺臺(tái)最大功能曲線和結(jié)構(gòu)固有頻率，證明了液壓系統(tǒng)方案的可行性。
　　本文最后對(duì)六自由度搖擺臺(tái)的控制策略進(jìn)行研究。首先，根據(jù)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與搖擺臺(tái)單剛體系統(tǒng)間相互作用原理，建立了搖擺臺(tái)的整體動(dòng)力學(xué)模型，利用該動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)搖擺臺(tái)的各個(gè)自由度頻率特性進(jìn)行了分析。然后，針對(duì)搖擺臺(tái)正弦運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)存在幅值衰減和相位滯后的現(xiàn)象，提出一種基于Widr