一种三自由度运动平台的研究及实现

论文摘要

由于三自由度运动平台可以提供驾驶模拟器所需的主要动感特效,加之驱动关节少,性价比高等优点,在驾驶模拟器中的应用愈来愈广泛。本文即根据某型驾驶模拟器运动平台的性能指标要求,对三自由度运动平台进行研究并予以实现。首先,论文基于空间运动机构的相关理论,确定了一种带防扭臂结构的三自由度运动平台机构;然后,以平台运动范围、电动缸工作行程、平台台面尺寸等为约束条件,以平台可控性能和平台结构尺寸的加权综合最优为目标函数,采用加速遗传算法,对该平台的机构参数进行了优化,并将优化结果运用到实际平台的设计中;其次,针对运动平台的驱动控制系统设计,提出了全数字伺服控制的方案,提高了控制系统的抗干扰能力;再次,基于空间运动机构的动力学仿真,确定了驱动系统的动力匹配;最后,基于Wince6.0操作系统,开发了一套三自由度运动平台应用软件,实现了平台系统的实时控制。调试结果表明,平台系统的各项性能指标,均满足了设计要求。本文所研究并实现的三自由度运动平台系统,已投入使用,并小批量生产。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外相关研究的分析
• 1.3 课题的关键技术
• 1.4 研究目标和内容
• 1.5 平台特性及技术指标
• 2 平台机构优化设计
• 2.1 平台运动机构组成及原理
• 2.2 平台运动机构自由度论证
• 2.3 平台机构运动学分析
• 2.4 平台机构优化设计
• 2.5 平台机构的确定
• 3 平台控制系统设计及设备选型
• 3.1 平台控制系统组成及工作原理
• 3.2 平台驱动设备选型
• 3.3 平台控制系统设备选型
• 4 系统软件的开发
• 4.1 平台嵌入式实时系统的选择
• 4.2 平台嵌入式实时系统的搭建
• 4.3 平台应用软件过程分析
• 5 平台调试与性能优化
• 5.1 平台单缸系统
• 5.2 控制系统参数调节与优化
• 6 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 课题展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文目录