六自由度并聯(lián)船舶運動模擬器的設(shè)計及其控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、并聯(lián)船舶運動模擬器是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的典型運動模擬器,具有節(jié)能性、經(jīng)濟性、安全性、可控性等特點。并聯(lián)船舶運動模擬器能夠在實驗室中將船舶在海洋中搖擺的姿態(tài)模擬出來,可以將艦載武器和設(shè)備儀器放在船舶運動模擬器上進行陸地實驗,減少海上實驗次數(shù),從而降低實驗成本和研究周期。因此對并聯(lián)船舶運動模擬器關(guān)鍵技術(shù)進行研究具有重要意義。
　　針對并聯(lián)船舶運動模擬器結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的多樣化而帶來的設(shè)計復(fù)雜性問題,本文采用模塊化設(shè)計的Stewart

2、結(jié)構(gòu)與基于EMC2控制器的開放式控制系統(tǒng)相結(jié)合的方案,并根據(jù)并聯(lián)船舶運動模擬器的設(shè)計指標(biāo),對其進行了機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的具體設(shè)計。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　第一,對并聯(lián)船舶運動模擬器進行運動學(xué)分析,運用歐拉角坐標(biāo)變換法建立了并聯(lián)機構(gòu)的逆解數(shù)學(xué)模型,描述了并聯(lián)船舶運動模擬器的動平臺、伸縮桿、定平臺之間的空間位置關(guān)系;采用數(shù)值分析法和Matlab仿真軟件,求解出并聯(lián)船舶運動模擬器的工作空間。
　　第二,利用模塊化

3、設(shè)計的思想和對并聯(lián)機構(gòu)的運動分析結(jié)果分別設(shè)計動平臺模塊、固定平臺模塊和伸縮桿模塊,根據(jù)并聯(lián)船舶運動模擬器的設(shè)計指標(biāo)和實際情況設(shè)計出了符合本方案的球鉸鏈、萬向鉸鏈以及具有模塊化特色的電動伺服缸,并利用UG三維軟件建立了并聯(lián)船舶運動模擬器的三維模型。
　　第三,運用頻域分析法和時域分析法得到海浪運動與船舶運動的響應(yīng)函數(shù)以及船舶在不規(guī)則波中的搖蕩運動方程,并通過實例計算得到100t以下的船舶在我國沿海地區(qū)6級海況航行時0～180t s?