[發(fā)明專利]一種空間六自由度運(yùn)動臺模態(tài)控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010537190.2
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102063122A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓俊偉;楊熾夫;黃其濤;張輝;鄭淑濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種空間六自由度運(yùn)動臺模態(tài)控制方法，其特征在于：步驟如下：

步驟一：采用空間六自度液壓運(yùn)動臺模態(tài)矩陣將物理空間系統(tǒng)變換至模態(tài)空間中，構(gòu)建出模態(tài)空間下的六自由度無耦合液壓運(yùn)動臺，即將物理空間液壓運(yùn)動臺的閥芯輸入信號變換為模態(tài)閥芯輸入信號，運(yùn)動臺輸出的支腿位移或正解后的輸出位姿物理量變換為模態(tài)位移或模態(tài)位姿輸出信號，通過物理空間到模態(tài)空間轉(zhuǎn)換后，空間六自由度液壓運(yùn)動臺變形為無力學(xué)耦合運(yùn)動系統(tǒng)，這是空間六自由度液壓運(yùn)動臺模態(tài)解耦控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵；

步驟二：將信號發(fā)生器輸出信號通過模態(tài)矩陣變換為模態(tài)輸出信號，利用信號發(fā)生器的期望模態(tài)輸出信號和空間六自由度運(yùn)動臺的模態(tài)實(shí)際輸出信號，實(shí)現(xiàn)空間六自由度液壓運(yùn)動臺的模態(tài)控制；實(shí)際觀測物理空間數(shù)據(jù)是通過空間六自由度液壓運(yùn)動系統(tǒng)傳感器采集和正解后獲得的，信號發(fā)生器用于產(chǎn)生各種期望跟蹤信號，典型的信號為常值姿態(tài)輸入、正弦姿態(tài)輸入、方波姿態(tài)信號輸入、三角波姿態(tài)信號輸入和隨機(jī)波姿態(tài)信號輸入信號，運(yùn)動學(xué)反解模塊用于將期望物理位姿信號解算為支腿位移信號，實(shí)現(xiàn)空間六自由度液壓運(yùn)動臺的位置閉環(huán)控制；模態(tài)控制器是模態(tài)控制技術(shù)的核心模塊，它將期望物理輸入位移信號和空間六自由度液壓運(yùn)動臺實(shí)際輸出物理位移信號變換為模態(tài)信號進(jìn)行控制，然后將輸出的模態(tài)閥芯位移信號逆變換至物理空間驅(qū)動伺服閥，來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動臺的驅(qū)動和控制；該控制模塊實(shí)現(xiàn)物理空間到模態(tài)空間轉(zhuǎn)換，使空間六自由度液壓運(yùn)動臺轉(zhuǎn)化為無力學(xué)耦合系統(tǒng)，然后進(jìn)行驅(qū)動控制；其模態(tài)控制率可以表示為：

V_e＝k_mvU{K_pU^Te+K_I∫U^Tedt+K_d·d(U^Te)/dt}

式中k_mv為長度單位到電壓單位的標(biāo)定值，U為模態(tài)矩陣，K_p，K_I，K_d為增益；

正解模塊用于進(jìn)行對液壓缸支腿位移進(jìn)行數(shù)值迭代運(yùn)算，求解空間六自由度液壓運(yùn)動臺相對控制點(diǎn)的廣義位姿輸出信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間六自由度運(yùn)動臺模態(tài)控制方法，其特征在于：所述的模態(tài)控制技術(shù)中的模態(tài)矩陣選擇定常矩陣，當(dāng)空間六自由度液壓運(yùn)動臺工作空間范圍較小，且于設(shè)計中位附近工作，進(jìn)行大空間姿態(tài)運(yùn)動時，模態(tài)陣需要進(jìn)行實(shí)時更新。