專利名稱:基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制方法,具體涉及一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制方法。
背景技術(shù):
三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)是一種振動(dòng)環(huán)境模擬試驗(yàn)裝備,可以實(shí)現(xiàn)六自由度正弦掃頻、六自由度隨機(jī)、六自由度沖擊波形和六自由度隨機(jī)波形復(fù)現(xiàn)的功能,作為重要的測(cè)試手段,為大型裝備和儀器的研制提供振動(dòng)試驗(yàn)環(huán)境。
目前國(guó)內(nèi)外所使用的多軸液壓振動(dòng)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)中,自由度控制均采用傳統(tǒng)的矩陣控制法,其中的自由度合成及分解矩陣是基于零位線性化的近似,使得各個(gè)自由度在平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中存在一定的耦合。而且平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的幅度越大,自由度之間的耦合也越大,從而降低了振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的伺服控制精度。因此,需要采用一種新的方法完成六自由度振動(dòng)臺(tái)的高精度伺服控制,而目前還沒有相應(yīng)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)此目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效提高六自由度振動(dòng)臺(tái)位置伺服控制精度,實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度之間的完全解耦的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 它包括以下計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)的步驟 設(shè)定自由度參考信號(hào)步驟,輸入六自由度振動(dòng)臺(tái)的六自由度加速度參考譜或參考波形,將參考譜或參考波形送入三狀態(tài)輸入濾波器步驟; 三狀態(tài)輸入濾波器步驟,將輸入的加速度信號(hào)分解為位置、速度和加速度信號(hào),送至比較器與三狀態(tài)反饋步驟輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較; 運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解步驟,將輸入的六自由度振動(dòng)臺(tái)實(shí)際缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)正解,解算得到六自由度振動(dòng)臺(tái)六個(gè)自由度的位姿數(shù)據(jù),輸出位姿數(shù)據(jù)給三狀態(tài)反饋步驟; 速度和加速度合成步驟,將各個(gè)液壓缸的加速度和位置信號(hào)經(jīng)合成矩陣得到六個(gè)自由度的速度和加速度信號(hào),送至三狀態(tài)反饋步驟; 三狀態(tài)反饋步驟,將正解步驟,速度和加速度合成步驟輸出的自由度位置、速度和加速度信號(hào),送至比較器與三狀態(tài)輸入濾波器步驟輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較; 運(yùn)動(dòng)學(xué)位置反解步驟,將三狀態(tài)輸入濾波器與三狀態(tài)反饋步驟比較所得偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)反解,計(jì)算出缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)并輸出缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)給輸出步驟; 輸出步驟,將反解計(jì)算出的缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過PID控制參數(shù)整定后,送給六自由度振動(dòng)臺(tái)的液壓缸伺服控制器,驅(qū)動(dòng)液壓缸輸出。
本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征 1、所述的三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)包括八個(gè)液壓缸,伺服閥,運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和上、下連接鉸鏈,運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解步驟中基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解是三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)中各個(gè)液壓缸的伸長(zhǎng)量和上、下鉸點(diǎn)坐標(biāo),解算出振動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置和姿態(tài)的六個(gè)自由度狀態(tài),并將輸出位姿數(shù)據(jù)給三狀態(tài)反饋步驟; 2、所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解為將輸入六自由度振動(dòng)臺(tái)的姿態(tài)數(shù)據(jù)求解得到位姿控制信號(hào)數(shù)據(jù),包括歐拉角計(jì)算步驟、齊次坐標(biāo)變換步驟和空間運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算步驟,輸入的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的姿態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)過歐拉角計(jì)算步驟構(gòu)建得到齊次變換矩陣數(shù)據(jù),再經(jīng)過空間運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算步驟解得到位姿控制信號(hào)數(shù)據(jù); 3、所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解為輸入位置反饋數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)輸入鉸點(diǎn)間距方程建立非線性方程組,再通過二次泰勒展開步驟,展開后迭代求解六自由度振動(dòng)臺(tái)的位姿數(shù)據(jù); 4、所述的速度和加速度合成步驟,將8個(gè)液壓缸的加速度信號(hào)進(jìn)行矩陣合成,得到六個(gè)自由度的加速度信號(hào),再將加速度信號(hào)的積分和位置信號(hào)的微分得到各個(gè)液壓缸的速度信號(hào),加經(jīng)過矩陣合成得到六個(gè)自由度的速度信號(hào); 5、所述的輸出步驟為比例控制器,將各個(gè)液壓缸的偏差信號(hào)進(jìn)行比例調(diào)解,輸出給六自由度振動(dòng)臺(tái)的液壓缸伺服控制器,完成各個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想如下結(jié)合圖1~4,圖1-圖2是三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖,圖3是傳統(tǒng)六自由度振動(dòng)臺(tái)控制模型,圖4是基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的六自由度振動(dòng)臺(tái)控制模型。從其控制模型上,可以清楚地看到,傳統(tǒng)的六自由度振動(dòng)臺(tái)控制模型中,自由度合成和自由度分解矩陣在運(yùn)動(dòng)過程中始終不變,是一種近似的位置控制方法,使得各個(gè)自由度之間存在耦合。而本發(fā)明采用的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的六自由度振動(dòng)臺(tái)控制模型是根據(jù)振動(dòng)臺(tái)鉸點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)位置解算的,精確的位置控制方法,可是實(shí)現(xiàn)各個(gè)自由度之間完全的解耦,從而提高系統(tǒng)的控制精度了。
可見在基于運(yùn)動(dòng)學(xué)三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)伺服控制方法關(guān)鍵過程是運(yùn)用實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解。
采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)伺服控制方法與傳統(tǒng)的基于矩陣控制法控制效果如表1~2所示。
表1兩種控制方式下的加速度均勻度(%) 表2 兩種控制方式下的加速度橫向比(%) 本發(fā)明將運(yùn)動(dòng)學(xué)位置解算方法應(yīng)用于六自由度振動(dòng)臺(tái)的伺服控制,采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和反解的位置解算方法,實(shí)現(xiàn)了六自由度振動(dòng)臺(tái)的精確位置控制,有效地提高了均勻度和橫向分量等指標(biāo),從而達(dá)到三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)高精度運(yùn)動(dòng)控制的目的。實(shí)踐證明,采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的控制方法,加速度均勻度和加速度橫向比等指標(biāo)均有顯著的提高。
圖1-圖2是三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖1為正視圖,圖2為俯視圖; 圖3是傳統(tǒng)三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)伺服控制模型示意圖; 圖4是基于運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)伺服控制模型示意圖; 圖5是三狀態(tài)輸入濾波器原理示意圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明 結(jié)合圖1-圖2,三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)包括液壓缸,伺服閥,運(yùn)動(dòng)平臺(tái),上、下連接鉸鏈等,本實(shí)施例包括以下計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)的步驟 設(shè)定參考信號(hào)步驟,三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)六自由度隨機(jī)、六自由度正弦掃頻、六自由度沖擊波形和六自由度隨機(jī)波形復(fù)現(xiàn)的功能。因此,所設(shè)定參考信號(hào)為用戶所需要復(fù)現(xiàn)的六自由度或少自由度的隨機(jī)譜、正弦掃頻、沖擊波或隨機(jī)波等信號(hào); 三狀態(tài)輸入濾波器步驟,根據(jù)圖5將設(shè)定加速度參考信號(hào)轉(zhuǎn)化為位置給定信號(hào)和速度、加速度順饋信號(hào)。三狀態(tài)輸入濾波器輸出至比較器。
運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解步驟,基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解是各個(gè)液壓缸的伸長(zhǎng)量和上、下鉸點(diǎn)坐標(biāo),解算出振動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置和姿態(tài)的六個(gè)自由度狀態(tài),并將輸出位姿數(shù)據(jù)給三狀態(tài)反饋步驟; 速度和加速度合成步驟,將8個(gè)液壓缸的加速度信號(hào)進(jìn)行矩陣合成,得到六個(gè)自由度的加速度信號(hào);將加速度信號(hào)的積分和位置信號(hào)的微分得到各個(gè)液壓缸的速度信號(hào),加經(jīng)過矩陣合成得到六個(gè)自由度的速度信號(hào); 三狀態(tài)反饋步驟,將六自由度位置、速度和加速度信號(hào)分別送至與之對(duì)應(yīng)比較器與三狀態(tài)輸入濾波器步驟的輸出相比較; 運(yùn)動(dòng)學(xué)位置反解步驟,是基于振動(dòng)平臺(tái)上、下鉸點(diǎn)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)學(xué)解算步驟。運(yùn)動(dòng)學(xué)反解步驟根據(jù)比較器輸出的六自由度位置誤差,得到8個(gè)液壓缸的誤差信號(hào),給輸出步驟; 輸出步驟為比例控制器,將各個(gè)液壓缸的偏差信號(hào)進(jìn)行比例調(diào)解,輸出給六自由度振動(dòng)臺(tái)的液壓缸伺服控制器,完成各個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的計(jì)算過程如下 根據(jù)圖1-圖2的六自由度振動(dòng)臺(tái)示意圖,當(dāng)給出X向兩激振器上鉸點(diǎn)間距離2l1、Y向兩激振器上鉸點(diǎn)間距離2l2、平臺(tái)處于中位時(shí)水平液壓缸上下鉸點(diǎn)間的距離d1及垂直向液壓缸上下鉸點(diǎn)間的距離d2、上鉸點(diǎn)長(zhǎng)方形平面的長(zhǎng)邊距離2h1和短邊距離2h2后,就可以確定上下鉸點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)一步利用坐標(biāo)變換方法就可以求出液壓缸的伸縮位移。
用4×8階矩陣A表示上鉸點(diǎn)Ai(i=1,…,8)在體坐標(biāo)系中的齊次坐標(biāo),其元素aij(i=1,2,3;j=1,…,8)表示Ai的第i個(gè)坐標(biāo)值。由于采用齊次坐標(biāo)來(lái)描述,所以a4j=1。A的表達(dá)式如下 用4×8階矩陣B表示下鉸點(diǎn)Bj(j=1,…,8)在靜坐標(biāo)系中的齊次坐標(biāo),其元素bij(i=1,2,3;j=1,…,8)表示Bj的第j個(gè)坐標(biāo)值。由于采用齊次坐標(biāo)來(lái)描述,所以取b4j=1。B的表達(dá)式如下 當(dāng)平臺(tái)處于中位時(shí),Ai點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值完全相同;當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),Ai點(diǎn)在體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值不變,但在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值已發(fā)生變化。設(shè)上鉸點(diǎn)在靜坐標(biāo)系的坐標(biāo)矩陣為G,由式(1)可得G的計(jì)算公式為 G=T·A (3) 液壓缸的伸縮位移可由液壓缸的上下鉸點(diǎn)之間的距離Li減去液壓缸初始長(zhǎng)度L0來(lái)確定 (i=1,…,8)(4) 式中g(shù)ki為式(3)中矩陣G的元素,bki為式(2)中矩陣B的元素。
運(yùn)動(dòng)學(xué)正解過程如下 三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)的位置正解,是在已知八個(gè)液壓缸位置的情況下,求解平臺(tái)的位置和姿態(tài)。由式(4)可得 (i=1,…,8)(5) 令 (i=1,…,8)(6) 從而得到一個(gè)非線性方程組,解此非線性方程組,即可求出qj(j=1,…,6)。
將式(6)中的fi(q1,q2,q3,q4,q5,q6)在(q10,q20,q30,q40,q50,q60)附近作二元泰勒展開,并取其線性部分,可得 (i=1,…,8;j=1,…,6)(7) 式中fi(Q0)=fi(q10,q20,q30,q40,q50,q60)。
令Δqj=(qj-qj0)(j=1,…,6),則有 (i=1,…,8)(8) 式(8)可以看成以Δqj為未知數(shù)的線性方程組,其系數(shù)矩陣J為
J的維數(shù)為8×6。式(8)有8個(gè)方程但只有6個(gè)未知數(shù),本實(shí)施例采用QR分解方法求取方程組的最小二乘解。
解出Δqj后,令 qj=qj0+Δqj(j=1,…,6)(10) 若max(Δq1,Δq2,Δq3,Δq4,Δq5,Δq6)<ε(ε為求解精度),則可把式(10)作為所求得的正解;否則令qj0=qj(j=1,…,6),重復(fù)式(9)~(10)的步驟,直到滿足求解精度為止。
權(quán)利要求
1.一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于它包括以下計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)的步驟
設(shè)定自由度參考信號(hào)步驟,輸入六自由度振動(dòng)臺(tái)的六自由度加速度參考譜或參考波形,將參考譜或參考波形送入三狀態(tài)輸入濾波器步驟;
三狀態(tài)輸入濾波器步驟,將輸入的加速度信號(hào)分解為位置、速度和加速度信號(hào),送至比較器與三狀態(tài)反饋步驟輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較;
運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解步驟,將輸入的六自由度振動(dòng)臺(tái)實(shí)際缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)正解,解算得到六自由度振動(dòng)臺(tái)六個(gè)自由度的位姿數(shù)據(jù),輸出位姿數(shù)據(jù)給三狀態(tài)反饋步驟;
速度和加速度合成步驟,將各個(gè)液壓缸的加速度和位置信號(hào)經(jīng)合成矩陣得到六個(gè)自由度的速度和加速度信號(hào),送至三狀態(tài)反饋步驟;
三狀態(tài)反饋步驟,將正解步驟,速度和加速度合成步驟輸出的自由度位置、速度和加速度信號(hào),送至比較器與三狀態(tài)輸入濾波器步驟輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較;
運(yùn)動(dòng)學(xué)位置反解步驟,將三狀態(tài)輸入濾波器與三狀態(tài)反饋步驟比較所得偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)反解,計(jì)算出缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)并輸出缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)給輸出步驟;
輸出步驟,將反解計(jì)算出的缸長(zhǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過PID控制參數(shù)整定后,送給六自由度振動(dòng)臺(tái)的液壓缸伺服控制器,驅(qū)動(dòng)液壓缸輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)包括八個(gè)液壓缸,伺服閥,運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和上、下連接鉸鏈,運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解步驟中基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解是三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)中各個(gè)液壓缸的伸長(zhǎng)量和上、下鉸點(diǎn)坐標(biāo),解算出振動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置和姿態(tài)的六個(gè)自由度狀態(tài),并將輸出位姿數(shù)據(jù)給三狀態(tài)反饋步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解為將輸入六自由度振動(dòng)臺(tái)的姿態(tài)數(shù)據(jù)求解得到位姿控制信號(hào)數(shù)據(jù),包括歐拉角計(jì)算步驟、齊次坐標(biāo)變換步驟和空間運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算步驟,輸入的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的姿態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)過歐拉角計(jì)算步驟構(gòu)建得到齊次變換矩陣數(shù)據(jù),再經(jīng)過空間運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算步驟解得到位姿控制信號(hào)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解為輸入位置反饋數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)輸入鉸點(diǎn)間距方程建立非線性方程組,再通過二次泰勒展開步驟,展開后迭代求解六自由度振動(dòng)臺(tái)的位姿數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解為假設(shè)給出X向兩激振器上鉸點(diǎn)間距離2l1、Y向兩激振器上鉸點(diǎn)間距離2l2、平臺(tái)處于中位時(shí)水平液壓缸上下鉸點(diǎn)間的距離d1及垂直向液壓缸上下鉸點(diǎn)間的距離d2、上鉸點(diǎn)長(zhǎng)方形平面的長(zhǎng)邊距離2h1和短邊距離2h2,確定上下鉸點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)一步利用坐標(biāo)變換方法求出液壓缸的伸縮位移;用4×8階矩陣A表示上鉸點(diǎn)Ai(i=1,…,8)在體坐標(biāo)系中的齊次坐標(biāo),其元素aij(i=1,2,3;j=1,…,8)表示Ai的第i個(gè)坐標(biāo)值。由于采用齊次坐標(biāo)來(lái)描述,所以a4j=1;A的表達(dá)式如下
用4×8階矩陣B表示下鉸點(diǎn)Bj(j=1,…,8)在靜坐標(biāo)系中的齊次坐標(biāo),其元素bij(i=1,2,3;j=1,…,8)表示Bj的第j個(gè)坐標(biāo)值;由于采用齊次坐標(biāo)來(lái)描述,所以取b4j=1;B的表達(dá)式如下
當(dāng)平臺(tái)處于中位時(shí),Ai點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值完全相同;當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),Ai點(diǎn)在體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值不變,但在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值已發(fā)生變化。設(shè)上鉸點(diǎn)在靜坐標(biāo)系的坐標(biāo)矩陣為G,由上式可得G的計(jì)算公式為
G=T·A
液壓缸的伸縮位移可由液壓缸的上下鉸點(diǎn)之間的距離Li減去液壓缸初始長(zhǎng)度L0來(lái)確定
(i=1,…,8)
式中g(shù)ki為矩陣G的元素,bki為矩陣B的元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,是在已知八個(gè)液壓缸位置的情況下,求解平臺(tái)的位置和姿態(tài),由液壓缸的伸縮位移(i=1,…,8)可得
(i=1,…,8)
令
(i=1,…,8)
從而得到一個(gè)非線性方程組,解此非線性方程組,即可求出qj(j=1,…,6)。
將上式中的fi(q1,q2,q3,q4,q5,q6)在(q10,q20,q30,q40,q50,q60)附近作二元泰勒展開,并取其線性部分,可得
(i=1,…,8;j=1,…,6)
式中fi(Q0)=fi(q10,q20,q30,q40,q50,q60)。
令Δqj=(qj-qj0)(j=1,…,6),則有
(i=1,…,8)
上式可以看成以Δqj為未知數(shù)的線性方程組,其系數(shù)矩陣J為
J的維數(shù)為8×6,上式有8個(gè)方程但只有6個(gè)未知數(shù),這里采用QR分解方法求取方程組的最小二乘解;
解出Δqj后,令
qj=qj0+Δqj(j=1,…,6)
若max(Δq1,Δq2,Δq3,Δq4,Δq5,Δq6)<ε,ε為求解精度,則可把上式作為所求得的正解;否則令qj0=qj(j=1,…,6),重復(fù)式以上的步驟,直到滿足求解精度為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的速度和加速度合成步驟,將8個(gè)液壓缸的加速度信號(hào)進(jìn)行矩陣合成,得到六個(gè)自由度的加速度信號(hào),再將加速度信號(hào)的積分和位置信號(hào)的微分得到各個(gè)液壓缸的速度信號(hào),加經(jīng)過矩陣合成得到六個(gè)自由度的速度信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法,其特征在于所述的輸出步驟為比例控制器,將各個(gè)液壓缸的偏差信號(hào)進(jìn)行比例調(diào)解,輸出給六自由度振動(dòng)臺(tái)的液壓缸伺服控制器,完成各個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的三軸六自由度液壓振動(dòng)臺(tái)控制方法。它包括以下計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)的步驟設(shè)定自由度參考信號(hào)步驟、三狀態(tài)輸入濾波器步驟、運(yùn)動(dòng)學(xué)正解步驟、速度和加速度合成步驟、三狀態(tài)反饋步驟、運(yùn)動(dòng)學(xué)反解步驟以及輸出步驟。本發(fā)明采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和反解的位置解算方法,實(shí)現(xiàn)了三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)位置控制和自由度解耦控制,有效地提高了均勻度和橫向分量等指標(biāo),從而達(dá)到三軸六自由度振動(dòng)臺(tái)高精度運(yùn)動(dòng)控制的目的,可以有效地提高均勻度和橫向分量等指標(biāo)。
文檔編號(hào)G01M7/00GK101173876SQ200710144710
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者韓俊偉, 姜洪洲, 何景峰, 輝 張 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)