雜技舞臺三維飛行表演系統(tǒng)研究與開發(fā)

1、C l a s s i f i e dI n d e x ：T P 2 7 4U D C ：6 2 1S e c r e c y R a t e ：P u b l i c i z e dU n i v e r s i t yC o d e ：1 0 0 8 2H e b e i U n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n d T e c h n o l o g yD i s s e r t a t i

2、 o nf o r t h e M a s t e r D e g r e eT h e R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t o f 3 D F l y i n gP e r f o r m a n c eS y s t e m f o r A c r o b a t i cS t a g eC a n d i d a t e ：S u p e r v i s o r ：C o r p

3、 o r a t e S u p e r v i s o r ．A c a d e m i c D e g r e e A p p f i e d f o r ：S p e c i a l t y ：E m p l o y e r ：D a t e o f o r a lE x a m i n a t i o n ：C a o P e n g x i a nP r o f ．C u iH o n g b i nS e n i o rE

4、n g i n e e r Y uX u e s o n gM a s t e r o f E n g i n e e r i n gM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n gC o l l e g eo f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n gJ u n ．2 0 1 5摘要摘要科技部在國家“十二五”科技支撐重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目中專門設(shè)立了“舞美設(shè)計(jì)和舞臺效

5、果集成系統(tǒng)”重點(diǎn)研究方向，即通過綜合運(yùn)用各種舞臺技術(shù)，構(gòu)建現(xiàn)代化大型舞臺。本研究是國家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“四度空間雜技舞臺機(jī)械系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”的子課題，通過研究與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)雜技演員的空中定軌跡飛行表演。本文通過對舞臺設(shè)備和控制技術(shù)的研究與分析，結(jié)合雜技表演的功能需求，對雜技舞臺三維飛行表演系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。為改善傳統(tǒng)威亞存在的運(yùn)動滯后和晃動等缺陷，系統(tǒng)采用四軸數(shù)控三維飛行設(shè)計(jì)方案，主要由機(jī)械部分和控制部分組成。利用機(jī)械設(shè)計(jì)技

6、術(shù)對自排繩機(jī)構(gòu)、鋼絲繩直徑以及限位器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。結(jié)合舞臺機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對空間直線和空間圓弧的插補(bǔ)算法進(jìn)行分析和研究，并且給出了系統(tǒng)誤差補(bǔ)償算法。利用D S P 高效的數(shù)字處理能力和電機(jī)控制功能，設(shè)計(jì)和開發(fā)基于D S P + S P C 3 的多軸運(yùn)動控制器，可以通過P R O F I B U S ．D P 與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)四軸控制。為了防止步進(jìn)電機(jī)失步，提高控制精度，步進(jìn)電機(jī)采用閉環(huán)控制。對D