本文關(guān)鍵詞：基于EtherCAT總線的六自由度地震模擬試驗臺測控系統(tǒng)　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 地震模擬試驗臺 并聯(lián)機構(gòu) 相似性 控制系統(tǒng) 虛擬樣機

【摘要】：地震模擬試驗臺依據(jù)地震波運動機理模擬地震時地面的劇烈抖動、搖晃等運動形式,是研究抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的地震工程學(xué)和訓(xùn)練地震時逃生技能的重要實驗設(shè)備之一。本文首先在并聯(lián)機構(gòu)的理論基礎(chǔ)之上,對地震模擬試驗臺進行了運動學(xué)、位置正、反解、工作空間等研究;提出一種基于相似性理論地震模擬試驗臺運動軌跡規(guī)劃方法,通過建立兩個平臺位姿反解模型,獲得兩平臺之間關(guān)節(jié)空間和工作空間的相似性關(guān)系,利用此關(guān)系獲得六自由度地震模擬試驗臺驅(qū)動缸的運動方程,再現(xiàn)對手動模擬平臺運動過程。并通過在ADAMS中建立平臺的仿真模型,利用仿真實驗驗證兩平臺在關(guān)節(jié)空間和工作空間運動特性曲線相似性關(guān)系。六自由度地震模擬試驗臺的控制系統(tǒng)是試驗臺的研究的核心內(nèi)容,本文采用基于EtherCAT總線的“PC+Beckhoff運動控制器”控制模式,構(gòu)建一個開放式的地震模擬試驗臺測控系統(tǒng)。分別在Visual Studio和TwinCAT環(huán)境下進行了上、下位機的控制軟件的開發(fā)。在構(gòu)建六自由度地震模擬試驗臺的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,進行了相關(guān)控制功能實驗,主要包含:基于ADS上位機與PLC的通訊實驗、平臺的故障保護系統(tǒng)的可靠性實驗、平臺的多缸同步耦合控制實驗與隨機振動地震波的采集與控制實驗。地震模擬試驗臺在運行過程中具有運行平穩(wěn)、噪音小、可靠性高、靈活性高,驗證六自由度地震模擬試驗臺在模擬地震運動和再現(xiàn)地震場景的可行性和可適用性。
[Abstract]:According to the motion mechanism of seismic wave, the seismic simulation test-bed simulates the motion forms of ground shaking and shaking during earthquake. It is one of the important experimental equipment to study seismic engineering of seismic structure design and to train the escape skills of earthquake. Firstly, based on the theory of parallel mechanism, the kinematics of the seismic simulation test rig is carried out. Research on position forward, inverse solution, workspace and so on; A motion trajectory planning method based on similarity theory for seismic simulation test-bed is proposed. The similarity relationship between joint space and workspace between two platforms is obtained by establishing the inverse model of pose and pose of two platforms. Using this relation, the motion equation of the driving cylinder of the six-DOF seismic simulation test-bed is obtained, and the motion process of the manual simulation platform is reproduced. The simulation model of the platform is established in ADAMS. The simulation experiments are used to verify the similarity between the kinematic curves of the two platforms in the joint space and the workspace. The control system of the six-degree-of-freedom seismic simulation test-bed is the core of the research on the test-bed. This paper adopts the control mode of "PC Beckhoff motion controller" based on EtherCAT bus. An open test and control system for seismic simulation test bench is constructed, which is carried out under the environment of Visual Studio and TwinCAT, respectively. The development of the control software of the lower computer. On the basis of constructing the control system of the six degree of freedom earthquake simulation test bench, the related control function experiments are carried out. It mainly includes: the communication experiment based on ADS PC and PLC, and the reliability experiment of the fault protection system of the platform. The multi-cylinder synchronous coupled control experiment and the random vibration seismic wave acquisition and control experiment. The seismic simulation test rig has the following characteristics: smooth operation, low noise, high reliability and high flexibility. The feasibility and applicability of six degrees of freedom seismic simulation test rig in simulating earthquake motion and reproducing seismic scene are verified.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P315.8;TP273

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本文編號：1380512