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    应用案例

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    如何正确选择一款合适的六自由度平台?

    2021-02-03 14:13:00

            由于六自由度运动平台能够实现空间的六自由度运动,并且具有刚度大、承载能力强、结构比较简单、精度高、控制比较容易等优点,被成功用于飞行模拟器的运动系统、车载设备稳定系统的模拟试验,也可以用于各种舰载设备和机载设备稳定系统的模拟试验等;高精度的六自由度运动平台还可以用来进行惯性元器件的测试。

           六自由度运动平台通过模拟飞机、舰船、车辆或者飞行器(以及其他类型的运载平台)运动过程中的姿态变化,为被试品提供一个接近实际工作状态的运动环境,在该运动环境下对被试品进行试验研究和性能考核。

    六自由度平台

           六自由度原理

           六自由度运动平台是由六支作动筒,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六支作动筒的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。

     六自由度平台.png

           六自由度平台是传动及控制技术领域的皇冠级产品,掌握了它,在传动和控制领域基本上就没有了难题。六轴并联的六自由度平台通过改变六个执行器伸缩行程来实现平台空间六自由度运动(垂向、横向、纵向、翻滚、俯仰、摇摆)以及绕这些自由度的复合运动。

    六自由度分为模拟仿真六自由度和精密定位六自由度。

    选型过程

    选型时候要清楚六自由度使用工况,是做模拟仿真还是精密定位。

    六自由度系统的负载大小。

    六自由度X、Y、Z各方向俯仰角度及其他参数指标。

    如以下选型示例:

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            六自由度运动平台的选型立足于主流成熟产品品牌,采用推力矢量控制可以产生导弹在初始飞行段所需的过载,使导弹缩短射程、快速对准目标并获得较高的机动性能。首先,建立导弹飞行所需的坐标系,分析导弹飞行的动力学、运动学及其他相关方程,推导出导弹飞行的运动方程组;第二,设计导弹飞行控制回路,利用gsl函数库中的函数对导弹飞行方程组进行解算,利用PID控制器对导弹飞行过程中的姿态角及飞行速度值进行修正,最终计算出导弹飞行的坐标值;第三,在Qt Create集成开发环境下打印仿真轨迹,并通过与理想轨迹进行比较,说明了使用推力矢量控制技术的可行性。

           数据处理系统基于导弹飞行仿真所计算出的轨迹参数数据(如位置、姿态角等参数数据),实现对这些数据文件中数据的格式进行配置、数据的抽取或采样,其最主要的功能是提供了对界面上以不同方式显示数据的读取方式的支持,最终用于用户更好的分析、研究这些轨迹参数。实现时采用有限状态自动机的方法,来对多个状态间的迁移进行控制,从而保证程序的正确执行;通过设计上层主界面与底层后台数据处理间的接口使程序具有相对的独立性,降低了系统间的耦合。



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