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描述：

6自由度搖擺臺能夠根據(jù)用戶在一定范圍內(nèi)的設(shè)置提供位置模擬、正弦波模擬、單自由度運(yùn)動、多自由度復(fù)合運(yùn)動、實(shí)現(xiàn)道路波譜過程、隨機(jī)波再現(xiàn)、道路頻譜、波譜、航空頻譜復(fù)制等功能。

 

技術(shù)規(guī)格：

有效載荷能力：200Kg

被測設(shè)備的安裝尺寸：φ400mm×400mm

表重量：約300Kg

工作臺表面尺寸：Ø1000mm

工作臺表面平整度：0.01mm

臺面打漿：0.02mm

移動范圍：螺距：±30°;起伏搖擺：±0.3m;

滾動旋轉(zhuǎn)：±30°;浪涌擺動：±0.3m;

偏航旋轉(zhuǎn)：±30°;垂直擺動：±0.2m

操作模式位置，擺動，模擬，預(yù)設(shè)波譜等

電氣控制柜：無（與工作臺集成）

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，接口，RS422，以太網(wǎng)（≥100Mbps）

安全預(yù)防措施：實(shí)時顯示系統(tǒng)狀態(tài)和安全保護(hù)狀態(tài);提供命令的容錯檢查，以防止誤操作。

環(huán)境溫度：10℃~40℃

旋轉(zhuǎn)自由度精度：≤±3'

平移精度：≤±0.5mm

速率范圍：螺距：±20°;起伏搖擺：±0.3m;

輥旋轉(zhuǎn)：±20°;浪涌搖擺：±0.3m;

偏航旋轉(zhuǎn)：±20°;垂直擺動：±0.3m

最大加速度：螺距：±200°/ s2;起伏搖擺：±1g;

輥旋轉(zhuǎn)：±200°/ s2;浪涌搖擺：±1g;

偏航旋轉(zhuǎn)：±200°/ s2;垂直擺動：±1g

移動頻率范圍：0.01Hz~0.5Hz

驅(qū)動模式：交流電機(jī)驅(qū)動通過電動缸慢速驅(qū)動

 

6自由度搖擺臺功能設(shè)計(jì)

從控制角度看，六自由度運(yùn)動平臺控制系統(tǒng)是一種電動伺服控制系統(tǒng)。要對其進(jìn)行控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，就必須先明確該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性與工作原理，分析該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含的功能模塊。然后基于其功能需求，設(shè)計(jì)出整個系統(tǒng)所需的硬件模塊，畫出控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。而后對硬件部分和軟件部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，從而完成六自由度運(yùn)動平臺控制系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)。

在實(shí)際控制過程中，主控單元需要頻繁地執(zhí)行正反解、軌跡規(guī)劃求解等計(jì)算任務(wù)，且這些任務(wù)的計(jì)算量都比較大。此外，完備的控制系統(tǒng)還應(yīng)包括人機(jī)交互、實(shí)時數(shù)據(jù)存儲等功能。

(1)位置控制：本文采用的控制方式主要是位置控制，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令時，平臺的六個電動缸能夠按照指令，在系統(tǒng)限定范圍內(nèi)進(jìn)行伸縮運(yùn)動，使運(yùn)動平臺實(shí)現(xiàn)空間中六個自由度的目標(biāo)運(yùn)動。

(2)限位系統(tǒng)：當(dāng)六自由度運(yùn)動平臺的某個電動缸超過其運(yùn)動范圍時，必須有限位系統(tǒng)檢測到這一問題，即刻將限位信號反饋至上位控制系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，并執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)措施。

 (3)伺服警報(bào)：當(dāng)六自由度運(yùn)動平臺出現(xiàn)超載警報(bào)、電池警報(bào)、編碼器通信警報(bào)、振動檢測警報(bào)、散熱系統(tǒng)過熱警報(bào)等問題，系統(tǒng)會立即發(fā)出伺服警報(bào)，通過關(guān)閉伺服或指令脈沖禁止輸入等動作，將伺服電機(jī)關(guān)閉，及時地保護(hù)運(yùn)動平臺。

 (4)人機(jī)界面：控制系統(tǒng)需提供一個用戶使用的界面，操作簡明，方便控制，該界面應(yīng)包含：控制方案選擇、參數(shù)初始化、基本指令輸入輸出等；平臺的位置姿態(tài)和電動缸伸縮量、速度等反饋參量及其運(yùn)動曲線的同步顯示；伺服控制系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)等。

 (5)急停裝置：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出嚴(yán)重故障問題警報(bào)時，若不能利用控制按鍵及時停止平臺的運(yùn)動，可以通過急停裝置，直接切斷整個系統(tǒng)電源，令平臺立即停止運(yùn)動，避免運(yùn)動平臺受到碰撞損壞等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

(6)尋零、定位：在人機(jī)界面上需要有控制按鍵，可以令平臺自動回歸到零

點(diǎn)位置，或定位到空間限定范圍內(nèi)的任一位置。

(7)自動檢測：系統(tǒng)通電之后，即刻開始檢測伺服控制系統(tǒng)各個構(gòu)成模塊是否正常運(yùn)行，并將檢測結(jié)果及時向上位機(jī)反饋報(bào)告。