電液伺服六自由度搖擺臺性能及控制策略研究.pdf

1、電液伺服六自由度搖擺臺是一種采用了經(jīng)典的Stewart機構(gòu)形式的力學(xué)環(huán)境模擬試驗設(shè)備，以其承載能力強、結(jié)構(gòu)剛度大、精度高等優(yōu)點，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)行搖擺臺的運動學(xué)分析，建立了Stewart機構(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單剛體動力學(xué)模型，并

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

3、匹配原則對液壓動力機構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，并對液壓系統(tǒng)的油源流量和蓄能器容積進(jìn)行了分析和計算。最后，分析了搖擺臺最大功能曲線和結(jié)構(gòu)固有頻率，證明了液壓系統(tǒng)方案的可行性。
　　本文最后對六自由度搖擺臺的控制策略進(jìn)行研究。首先，根據(jù)液壓驅(qū)動系統(tǒng)與搖擺臺單剛體系統(tǒng)間相互作用原理，建立了搖擺臺的整體動力學(xué)模型，利用該動力學(xué)模型，對搖擺臺的各個自由度頻率特性進(jìn)行了分析。然后，針對搖擺臺正弦運動的響應(yīng)存在幅值衰減和相位滯后的現(xiàn)象，提出一種基于Widr