[發明專利]一種兩自由度運動平臺控制系統

在審

• 申請號: 201611029479.7
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108089447A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 馬馳
• 申請（專利權）人: 馬馳
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種兩自由度運動平臺控制系統，平臺采用三點支撐，利用兩個閥控液壓缸作為驅動部件，以提高定位精度和承載能力。在測控系統中采用多級控制，上下位機利用以太網進行通訊。該控制系統由兩個液壓缸驅動，采用液壓伺服驅動方式并引入動壓反饋校正，克服了現有的一些兩自由度平臺采用液壓傳動加入工手動控制方式所存在的精度低、可靠性差和效率低等缺點。

技術領域

本發明涉及一種兩自由度運動平臺控制系統，適用于機械領域。

背景技術

兩自由度運動平臺在運動模擬、質心測試等領域應用比較廣泛，要求平臺在水平面內具有繞兩個坐標軸的轉動自由度。目前國內已有的一些運動平臺承載能力小，自動化程度不高，精度低。

發明內容

本發明提出了一種兩自由度運動平臺控制系統，平臺采用三點支撐，利用兩個閥控液壓缸作為驅動部件，以提高定位精度和承載能力。在測控系統中采用多級控制，上下位機利用以太網進行通訊。

本發明所采用的技術方案是：

所述控制系統的測控系統采用多級控制方式，上級計算機與下級計算機之間通過以太網進行通訊。

所述控制系統的驅動系統采用非對稱間控制非對稱液壓缸，利用動壓反債校正的方法提高系統阻尼比，從而改善系統的非線性特性。

所述液壓伺服驅動系統中采用了非對稱液壓缸，選用了與非對稱液壓缸面積梯度比相匹配的非對稱閥，防止活塞桿在換向時產生壓力躍變對系統造成沖擊。

本發明的有益效果是：該控制系統中，平臺采用三點支撐，在測控系統中采用多級控制，上、下位機利用以太網通訊。由兩個液壓缸驅動，采用液壓伺服驅動方式并引入動壓反饋校正，克服了現有的一些兩自由度平臺采用液壓傳動加入工手動控制方式所存在的精度低、可靠性差和效率低等缺點。

附圖說明

圖1是本發明的運動系統及機構簡化圖。

圖2是本發明的平臺工作原理。

圖3是本發明的任務管理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，兩自由度運動平臺結構由固定底座、運動平臺和閥控液壓缸組成，運動平臺和液壓缸之間，以及液壓缸與底座之間采用球鉸連接，平臺和底座支撐之間采用十字鉸連接。由于上述各鉸的約束，系統的自由度數為2，具有繞X軸和Y軸兩個轉動自由度，由于平臺采用三點支撐，在用于質心測試時，可以大大提高測量精度。

如圖2，首先任務管理計算機接受用戶輸入的姿態運動指令，調用平臺的運動學反解模塊生成期望的液壓缸位移信號，輸入到實時控制計算機，實時控制計算機將上述期望的液壓缸位移信號轉換成期望的電壓信號再與實際傳感器采集的液壓缸位移信號相比較形成偏差后輸人到控制器，由控制器解算出控制量對閥控液壓缸系統進行控制。

如圖3，任務管理計算機和實時控制計算機之間通過以太網進行通訊，任務管理計算機的任務包括通過以太網監測運動系統的工作狀態和運動參數；通過RS-485通訊接口監測液壓源的工作狀態；對上述信息進行顯示和處理，同時接受操作人員的控制指令；將控制指令通過以太網和RS-485串行通訊接口發送到運動控制系統和液壓源控制系統，控制試驗系統完成需要試驗程序；檢查操作人員設置模式是否為允許的工作模式;對系統的運行狀態參數進行邏輯判斷，在出現異常情況時向運動控制系統和液壓源控制系統發出相應的報警指令。

實時控制計算機的任務包括運動系統邏輯管理；系統狀態參數監測；系統故障診斷和安全保護；平臺運動參數的信號采集和驅動。任務管理單元通過RS485串行通訊總線實現對液壓源遠程操作，完成液壓源系統的邏輯控制和保護。