本文關鍵詞：六自由度運動平臺優(yōu)化設計及動態(tài)仿真研究

  更多相關文章： 六自由度運動平臺 結構優(yōu)化 ADAMS建模 AMESim建模

【摘要】：六自由度運動平臺作為運動模擬器由于其結構剛度大、位置精度高、承載能力強、動態(tài)性能優(yōu)越等優(yōu)點廣泛用于航空航天、航海以及車載駕駛的模擬。隨著應用的需求,平臺的平穩(wěn)運行和控制精度的要求越來越高,而作為多輸入多輸出強耦合的非線性系統(tǒng),對平臺的研究提出了更高要求。為了滿足市場的需求,加快產業(yè)化發(fā)展,本文在平臺的機構學基礎上提出平臺結構參數(shù)優(yōu)化方案,利用ADAMS建立平臺機械系統(tǒng)動力學模型和AMESim建立液壓系統(tǒng)與控制系統(tǒng)模型,并實現(xiàn)聯(lián)合仿真,最后對搭建的平臺進行測試。論文的主要內容如下：第一章,首先論述了本課題相關方面的研究背景,然后介紹了六自由度運動平臺國內外研究現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)有平臺中存在的主要問題；最后概述了課題的研究目的和意義,明確了課題的研究方向。第二章,對六自由度的運動學及動力學進行了分析,對平臺和活塞桿之間的位移、速度、加速度和驅動力進行了詳細地推導,并用LabVIEW軟件對平臺的機構學模型進行了程序編寫。第三章,分析了平臺的結構參數(shù)對平臺各項性能指標的影響,采用分段組合的方法對平臺的結構參數(shù)進行優(yōu)化設計,并利用MATLAB軟件編寫優(yōu)化程序。第四章,利用ADAMS建立平臺的參數(shù)化模型,并對其進行運動學和動力學仿真,驗證其正確性。利用AMESim建立平臺的液壓伺服系統(tǒng)模型,通過仿真分析,平臺的液壓缸較好地實現(xiàn)位移控制。最后通過ADAMS和AMESIM的接口連接,實現(xiàn)聯(lián)合仿真。第五章,完成了平臺的搭建和實驗研究。首先完成了平臺機械、液壓以及電控系統(tǒng)的搭建工作,對平臺的各項指標進行測試,分析平臺運動中存在的問題,并對其改進。第六章,最后對課題的研究工作進行了總結,闡述了平臺存在的不足,并對下一步研究工作進行了展望。
【關鍵詞】：六自由度運動平臺 結構優(yōu)化 ADAMS建模 AMESim建模
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH137;TP273
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-29
• 1.1 課題背景15-17
• 1.1.1 六自由度并聯(lián)機構的結構簡介16-17
• 1.2 并聯(lián)機構國內外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀17-25
• 1.2.1 并聯(lián)機構國外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 并聯(lián)機構國內發(fā)展現(xiàn)狀20-23
• 1.2.3 并聯(lián)機構的應用23-25
• 1.3 課題的研究目的及意義25-27
• 1.4 本課題研究內容27-28
• 1.5 本章小結28-29
• 第2章 六自由度平臺的機構學分析29-43
• 2.1 平臺的自由度計算29
• 2.2 平臺的位置逆解29-32
• 2.2.1 坐標系建立及位姿角定義30-31
• 2.2.2 各液壓缸伸縮量31-32
• 2.3 平臺的運動學分析32-34
• 2.3.1 速度分析32-34
• 2.3.2 加速度分析34
• 2.4 平臺的動力學分析34-40
• 2.4.1 上平臺的質量陣、哥式項系數(shù)矩陣和重力項35-37
• 2.4.2 各液壓缸組件的質量陣、哥式項系數(shù)矩陣和重力項37-40
• 2.5 基于LabVIEW的機構學程序編寫40-41
• 2.6 本章小結41-43
• 第3章 六自由度平臺的結構參數(shù)優(yōu)化43-58
• 3.1 結構參數(shù)對平臺各性能指標的影響43-50
• 3.1.1 各參數(shù)對可控性影響分析44-47
• 3.1.2 各參數(shù)對液壓缸行程的影響47-48
• 3.1.3 各參數(shù)對各液壓缸驅動力的影響48-50
• 3.2 優(yōu)化設計方法50-57
• 3.2.1 平臺的研究目的指標52
• 3.2.2 平臺結構剛度計算52-53
• 3.2.3 液壓系統(tǒng)的平均流量計算53-54
• 3.2.4 結構參數(shù)優(yōu)化過程及結果54-57
• 3.3 本章小結57-58
• 第4章 六自由度運動平臺虛擬樣機建模58-85
• 4.1 ADAMS的參數(shù)化建模及動態(tài)分析58-71
• 4.1.1 平臺的參數(shù)化建模58-60
• 4.1.2 平臺的運動學驗證與分析60-62
• 4.1.3 平臺的動力學驗證與分析62-64
• 4.1.4 活塞桿強度及彎曲穩(wěn)定性校核64-71
• 4.2 平臺液壓伺服系統(tǒng)建模及仿真分析71-79
• 4.3 平臺基于ADAMS與AMESim的聯(lián)合仿真79-84
• 4.3.1 AMESim和ADAMS的接口實現(xiàn)79-81
• 4.3.2 聯(lián)合仿真的建立81-84
• 4.4 本章小結84-85
• 第5章 雙六自由度運動平臺系統(tǒng)的搭建及實驗研究85-102
• 5.1 運動平臺液壓系統(tǒng)的搭建86-90
• 5.1.1 泵站的選型86-89
• 5.1.2 伺服閥的選型89-90
• 5.1.3 位移傳感器的選用90
• 5.2 運動平臺電控系統(tǒng)的搭建90-93
• 5.2.1 泵站電控系統(tǒng)91-92
• 5.2.2 電液控制系統(tǒng)92-93
• 5.3 六自由度運動平臺試驗研究93-100
• 5.3.1 系統(tǒng)的外形檢查及坐標定位93-94
• 5.3.2 靜態(tài)性能測試94-95
• 5.3.3 同步性測試95-98
• 5.3.4 動態(tài)性能測試98-100
• 5.4 本章小結100-102
• 第6章 總結和展望102-105
• 6.1 六自由度運動平臺研究結果總結102-103
• 6.2 六自由度運動平臺研究展望103-105
• 參考文獻105-110

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊永立;;六自由度運動平臺的仿真研究[J];工程機械文摘;2009年01期

2 劉相波,晁智強,韓壽松;六自由度運動機構調試過程與處理方法[J];液壓與氣動;2004年04期

3 楊世祥,楊濤,徐悅桐;大型數(shù)字式六自由度運動平臺的開發(fā)[J];液壓與氣動;2003年08期

4 趙強;李洪人;;六自由度運動平臺的振動分析與測試[J];機械強度;2006年S1期

5 洪鳴,劉相波,于魁龍;六自由度運動平臺控制系統(tǒng)[J];兵工學報(坦克裝甲車與發(fā)動機分冊);1996年01期

6 顧魯青;孫翱;顧杰;;基于六自由度運動平臺對點目標測量的定位計算[J];戰(zhàn)術導彈技術;2007年05期

7 侯士豪;王勇亮;蓋永軍;孫方義;;六自由度運動系統(tǒng)運動范圍的初等分析法[J];微計算機信息;2011年06期

8 王輝;陳學森;;飛行模擬器六自由度運動平臺的仿真研究[J];機械科學與技術;2012年05期

9 晁智強;郭小牛;劉相波;韓壽松;李華瑩;;六自由度運動平臺位置反解的建模與仿真研究[J];流體傳動與控制;2010年06期

10 邱法維;沙鋒強;黃興宏;王剛;張宏基;劉作印;;并聯(lián)六自由度運動模擬平臺的研制[J];液壓與氣動;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 杜曉旭;宋保維;曹永輝;;遠程多載荷水下航行器六自由度運動仿真研究[A];第四屆全國船舶與海洋工程學術會議論文集[C];2009年

2 梁建民;潘春萍;蓋永軍;;六自由度運動平臺控制系統(tǒng)的設計[A];二○○一年中國系統(tǒng)仿真學會學術年會論文集[C];2001年

3 戴余良;俞科云;王世明;苗海;;潛艇水下運動的分叉特性分析[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 史俊斌;仿真A320飛機乘務訓練艙在西安問世[N];科技日報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 遲曉珠;六自由度運動多參數(shù)綜合測試技術的研究[D];哈爾濱工程大學;2004年

2 Ogbobe,Peter Okwudilichukwu;六自由度運動仿真平臺模態(tài)空間解耦控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

3 楊鵬;船舶六自由度運動模擬臺及其控制方法研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

4 劉國軍;六自由度運動模擬平臺的分析及結構參數(shù)的優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

5 唐建林;基于模型的液壓六自由度運動平臺自適應控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚程;六自由度運動平臺的模糊控制策略研究[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2015年

2 謝龍輝;六自由度運動平臺優(yōu)化設計及動態(tài)仿真研究[D];浙江大學;2016年

3 尹立一;電動六自由度運動系統(tǒng)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

4 張玉姝;氣壓伺服式六自由度運動平臺控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

5 李昌;基于六自由度運動平臺的力加載控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

6 馬永曉;并聯(lián)六自由度運動平臺動力學分析及最優(yōu)控制研究[D];南京航空航天大學;2010年

7 謝艷平;具有360度回轉功能的六自由度運動平臺的優(yōu)化設計[D];華中科技大學;2008年

8 陳志雄;列車駕駛模擬器體感模擬的仿真研究[D];西南交通大學;2006年

9 姚石磊;六自由度運動平臺控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

10 張松;六自由度運動平臺的控制系統(tǒng)設計與路譜模擬[D];華東理工大學;2011年

，

本文編號：600321