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如何正確選擇一款合適的六自由度平臺?

2021-02-03 14:13:00

        由于六自由度運動平臺能夠實現空間的六自由度運動,并且具有剛度大、承載能力強、結構比較簡單、精度高、控制比較容易等優點,被成功用于飛行模擬器的運動系統、車載設備穩定系統的模擬試驗,也可以用于各種艦載設備和機載設備穩定系統的模擬試驗等;高精度的六自由度運動平臺還可以用來進行慣性元器件的測試。

       六自由度運動平臺通過模擬飛機、艦船、車輛或者飛行器(以及其他類型的運載平臺)運動過程中的姿態變化,為被試品提供一個接近實際工作狀態的運動環境,在該運動環境下對被試品進行試驗研究和性能考核。

六自由度平臺

       六自由度原理

       六自由度運動平臺是由六支作動筒,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成,下平臺固定在基礎上,借助六支作動筒的伸縮運動,完成上平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運動,從而可以模擬出各種空間運動姿態。

 六自由度平臺.png

       六自由度平臺是傳動及控制技術領域的皇冠級產品,掌握了它,在傳動和控制領域基本上就沒有了難題。六軸并聯的六自由度平臺通過改變六個執行器伸縮行程來實現平臺空間六自由度運動(垂向、橫向、縱向、翻滾、俯仰、搖擺)以及繞這些自由度的復合運動。

六自由度分為模擬仿真六自由度和精密定位六自由度。

選型過程

選型時候要清楚六自由度使用工況,是做模擬仿真還是精密定位。

六自由度系統的負載大小。

六自由度X、Y、Z各方向俯仰角度及其他參數指標。

如以下選型示例:

20200330104429_343.jpg

        六自由度運動平臺的選型立足于主流成熟產品品牌,采用推力矢量控制可以產生導彈在初始飛行段所需的過載,使導彈縮短射程、快速對準目標并獲得較高的機動性能。首先,建立導彈飛行所需的坐標系,分析導彈飛行的動力學、運動學及其他相關方程,推導出導彈飛行的運動方程組;第二,設計導彈飛行控制回路,利用gsl函數庫中的函數對導彈飛行方程組進行解算,利用PID控制器對導彈飛行過程中的姿態角及飛行速度值進行修正,最終計算出導彈飛行的坐標值;第三,在Qt Create集成開發環境下打印仿真軌跡,并通過與理想軌跡進行比較,說明了使用推力矢量控制技術的可行性。

       數據處理系統基于導彈飛行仿真所計算出的軌跡參數數據(如位置、姿態角等參數數據),實現對這些數據文件中數據的格式進行配置、數據的抽取或采樣,其最主要的功能是提供了對界面上以不同方式顯示數據的讀取方式的支持,最終用于用戶更好的分析、研究這些軌跡參數。實現時采用有限狀態自動機的方法,來對多個狀態間的遷移進行控制,從而保證程序的正確執行;通過設計上層主界面與底層后臺數據處理間的接口使程序具有相對的獨立性,降低了系統間的耦合。



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