專利名稱：一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種試驗臺的控制系統(tǒng)，特別是一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)。
背景技術：
六自由度搖擺試驗臺是通過六個作動器的協(xié)調(diào)伸縮來實現(xiàn)平臺沿X、y、ζ向的平移和繞x、y、ζ軸的旋轉(zhuǎn)運動(共六個自由度)，以及這些自由度的復合運動。這種六自由度搖擺試驗臺可以用于娛樂業(yè)的運動模擬，機器人、飛行器空間交會對接仿真器，艦船及汽車模擬器，新型加工機床及衛(wèi)星、導彈等飛行器的精確運動仿真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種能夠精確控制六自由度搖擺臺姿態(tài)的控制系統(tǒng)。為解決上述的技術問題，本發(fā)明的一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)包括運動平臺、下平臺，所述運動平臺和下平臺之間連接有姿態(tài)控制裝置，所述姿態(tài)控制裝置包括液壓伸縮桿和設置于每個液壓伸縮桿上的位置傳感器；所述每個液壓伸縮桿上還設置有液壓系統(tǒng)，所述每個位置傳感器與單獨的比例積分控制器相連接，所述每個位置傳感器連接在比例積分控制器的輸入端；所述比例積分控制器的輸入端還與系統(tǒng)運算器輸出端相連接；所述比例積分控制器通過放大器與液壓系統(tǒng)的伺服閥相連接；所述系統(tǒng)運算器的輸入端與系統(tǒng)控制器相連接。所述系統(tǒng)控制器與系統(tǒng)運算器之間連接有多輸入多輸出控制器；所述運動平臺中心設置有姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器與多輸入多輸出控制器相連接。采用上述結(jié)構后，系統(tǒng)控制器將需要調(diào)整的試驗臺的姿態(tài)參數(shù)通過系統(tǒng)運算器轉(zhuǎn)化為液壓系統(tǒng)中每個液壓缸的位置參數(shù)，通過比例積分控制器不斷調(diào)整每個液壓缸的位置使其滿足系統(tǒng)運算器計算所得的位置參數(shù)。為了更加精確限定運動平臺的位置，在液壓缸調(diào)整運動平臺狀態(tài)的同時，運動平臺中心的姿態(tài)傳感器會將運動平臺的姿態(tài)參數(shù)傳輸給多輸入多輸出控制器與需要調(diào)整的姿態(tài)參數(shù)進行對比，從而不斷的計算需要進一步調(diào)整的液壓缸位置參數(shù)，直到運動平臺中心的位置滿足系統(tǒng)控制器的要求。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖。圖中1為系統(tǒng)控制器，2為多輸入多輸出控制器，3為系統(tǒng)運算器，4為比例積分控制器，5為放大器，6為伺服閥，7為液壓缸，8為位置傳感器，9為運動平臺，10為姿態(tài)傳感器
具體實施方式
如圖1所示的一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中六自由度液壓搖擺試驗臺包括運動平臺、下平臺，所述運動平臺和下平臺之間連接有姿態(tài)控制裝置，所述姿態(tài)控制裝置包括六個液壓伸縮桿和設置于每個液壓伸縮桿上的位置傳感器，通過位置傳感器來測量每個液壓伸縮桿移動的位置。所述每個液壓伸縮桿上還設置有液壓系統(tǒng)，通過液壓系統(tǒng)來控制液壓伸縮桿的移動。所述系統(tǒng)運算器3的輸入端與系統(tǒng)控制器1相連接，系統(tǒng)控制器1將運動平臺的姿態(tài)參數(shù)(包括運動平臺六個自由度)傳輸給系統(tǒng)運算器3，系統(tǒng)運算器3通過逆運動學的雅可比矩陣計算得到六個液壓伸縮桿需要調(diào)整的位移參數(shù)。所述系統(tǒng)運算器3輸出端與比例積分控制器4的輸入端相連接，系統(tǒng)運算器3將計算得到的液壓缸的位移參數(shù)傳輸給控制每一路液壓伸縮桿的比例積分控制器4。如圖1所示，系統(tǒng)運算器3后連接有六個支路， 每個支路為每個液壓伸縮桿的位置調(diào)整支路。其中，所述比例積分控制器4通過放大器5 與液壓系統(tǒng)的伺服閥6相連接，液壓系統(tǒng)的伺服閥6是來控制液壓缸7動作的。比例積分控制器4通過放大器5，將系統(tǒng)運算器3計算得到的每個液壓伸縮桿位移參數(shù)傳輸給液壓系統(tǒng)的伺服閥6，從而控制液壓缸7的位移。所述每個液壓伸縮桿上的位置傳感器8與單獨的比例積分控制器4相連接，所述每個位置傳感器8連接在比例積分控制器4的輸入端，這樣比例積分控制器4、放大器5、伺服閥6、液壓缸7、位置傳感器8形成一個閉環(huán)(如圖1所示，每個支路都以比例積分控制器4形成閉環(huán))，每次調(diào)整之后位置傳感器8會將液壓伸縮桿的位置參數(shù)傳輸給比例積分控制器4與系統(tǒng)運算器3計算得到的位移參數(shù)相比較，從而對液壓伸縮桿位置做進一步的調(diào)整，使得每個液壓伸縮桿的位置符合計算的要求。待每個液壓伸縮桿的位置調(diào)整完成之后，就可以很好的確定運動平臺9的姿態(tài)。由于以上是通過計算調(diào)整的運動平臺9的姿態(tài)，與實際的運動平臺9的姿態(tài)存在一定的差異。為了能夠更加精確的控制運動平臺9的在臺，在所述運動平臺9的中心設置有姿態(tài)傳感器10，并且在所述系統(tǒng)控制器1與系統(tǒng)運算器3之間連接有多輸入多輸出控制器2，所述姿態(tài)傳感器10與多輸入多輸出控制器2相連接。這樣通過姿態(tài)傳感器10將每次調(diào)整的運動平臺9的姿態(tài)參數(shù)傳輸給多輸入多輸出控制器2與系統(tǒng)控制器1提供的姿態(tài)參數(shù)相比較，從而進一步的調(diào)整運動平臺9的姿態(tài)，直至運動平臺9的姿態(tài)與系統(tǒng)控制器1提供的姿態(tài)參數(shù)相一致。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本技術領域內(nèi)的熟練技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對本發(fā)明的實施方式做出多種變更和修改，而不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)，所述試驗臺包括運動平臺、下平臺，所述運動平臺和下平臺之間連接有姿態(tài)控制裝置，所述姿態(tài)控制裝置包括液壓伸縮桿和設置于每個液壓伸縮桿上的位置傳感器；所述每個液壓伸縮桿上還設置有液壓系統(tǒng)，其特征在于 所述每個位置傳感器與單獨的比例積分控制器相連接，所述每個位置傳感器連接在比例積分控制器的輸入端；所述比例積分控制器的輸入端還與系統(tǒng)運算器輸出端相連接；所述比例積分控制器通過放大器與液壓系統(tǒng)的伺服閥相連接；所述系統(tǒng)運算器的輸入端與系統(tǒng)控制器相連接。
2.按照權利要求1所述的一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)控制器與系統(tǒng)運算器之間連接有多輸入多輸出控制器；所述運動平臺中心設置有姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器與多輸入多輸出控制器相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種試驗臺的控制系統(tǒng)，特別是一種六自由度搖擺臺高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)，包括運動平臺、下平臺，所述運動平臺和下平臺之間連接有姿態(tài)控制裝置，所述姿態(tài)控制裝置包括液壓伸縮桿和設置于每個液壓伸縮桿上的位置傳感器；所述每個液壓伸縮桿上還設置有液壓系統(tǒng)，所述每個位置傳感器與單獨的比例積分控制器相連接，所述每個位置傳感器連接在比例積分控制器的輸入端；所述比例積分控制器的輸入端還與系統(tǒng)運算器輸出端相連接；所述比例積分控制器通過放大器與液壓系統(tǒng)的伺服閥相連接；所述系統(tǒng)運算器的輸入端與系統(tǒng)控制器相連接。采用上述結(jié)構后，能夠精確控制六自由度搖擺臺姿態(tài)。
文檔編號G05D3/12GK102495641SQ201110418809
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者朱留存 申請人:朱留存