基于VxWorks的六自由度搖擺臺(tái)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、六自由度搖擺臺(tái)目前已應(yīng)用于飛行員駕駛模擬、振動(dòng)平臺(tái)、并聯(lián)機(jī)械手以及娛樂(lè)設(shè)施等領(lǐng)域上。六自由度搖擺臺(tái)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其中伺服控制又是影響六自由度搖擺臺(tái)精度和響應(yīng)的關(guān)鍵一環(huán)，另外許多領(lǐng)域中對(duì)搖擺臺(tái)也需要良好的反應(yīng)速度。本文研究了基于VxWorks的搖擺臺(tái)的控制系統(tǒng)：采用VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提升搖擺臺(tái)的反應(yīng)速度，在控制策略上采用自適應(yīng)逆控制來(lái)提升復(fù)合PID的響應(yīng)速度。主要內(nèi)容如下：
　　(1)搖擺臺(tái)對(duì)象的建模：為了進(jìn)行控制

2、算法的研究需要建立對(duì)象，而實(shí)際的搖擺臺(tái)搭建成本過(guò)高且操作麻煩，所以需要進(jìn)行虛擬搖擺臺(tái)模型的搭建；采用動(dòng)力學(xué)常用建模軟件ADAMS進(jìn)行建模，不但簡(jiǎn)單且建模相對(duì)準(zhǔn)確。采用ADAMS建立的虛擬搖擺臺(tái)模型的輸入是力，輸出是位移，為了更好的跟實(shí)際搖擺臺(tái)系統(tǒng)匹配，需要建立電機(jī)模型作為驅(qū)動(dòng)裝置。
　　(2)鉸點(diǎn)空間控制策略：運(yùn)動(dòng)學(xué)反解是根據(jù)搖擺臺(tái)的上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位姿信息通過(guò)幾何空間分析得到六根作動(dòng)器的杠長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)學(xué)正解是根據(jù)六根作動(dòng)器的杠長(zhǎng)采用牛頓

3、-泰勒數(shù)值迭代法推得搖擺臺(tái)上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位姿信息。在控制策略上對(duì)單缸系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)合PID控制研究。
　　(3)自適應(yīng)逆控制研究：鑒于復(fù)合PID響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，本文在復(fù)合PID的基礎(chǔ)之上采用自適應(yīng)逆控制來(lái)提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度；另外復(fù)合 PID中經(jīng)常采用經(jīng)典反饋的方法來(lái)消除對(duì)象噪聲誤差，而自適應(yīng)逆控制器是用被控對(duì)象傳遞函數(shù)的逆作為控制器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象和噪聲擾動(dòng)分開(kāi)進(jìn)行自適應(yīng)控制，是對(duì)復(fù)合 PID控制策略的改進(jìn)。
　　(4)基于VxWo