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船舶模拟器六自由度平台建模及控制算法研究
| 论文题名： | 船舶模拟器六自由度平台建模及控制算法研究 |
| 关键词： | 液压六自由度平台;联合仿真;动压反馈;船舶模拟器;驾驶员培训;控制算法 |
| 摘要： | 船舶操纵模拟器通过模拟船舶在不同海况下的运动状态实现对驾驶员的培训。传统的模拟器通过视景系统为人营造船舶在海面航行的运动感，而近年研发的船舶运动模拟器则为传统的模拟器增加了运动平台，通过平台来模拟船舶在海面的运动，可用于对晕船病的研究和恶劣海况下的救助训练等。本课题是基于船舶运动模拟器的液压六自由度运动平台展开的研究。 本文在对船舶模拟器的发展，六自由度运动平台的特点、建模方法及控制算法的研究基础上，对六自由度运动平台的运动学进行仔细的分析，推导了平台运动学反解公式。 针对平台系统采用的非对称阀控制非对称缸的液压伺服系统进行数学建模，得到了液压动力机构的方框图，并通过仿真和试验对理论模型进行了验证。 本文采用联合仿真的方法对六自由度运动平台进行建模仿真。采用AMESim对液压系统仿真建模，在液压系统建模中参考伺服阀样本曲线对所建模型参数进行修正。采用Virtual.Lab Motion对平台机构动力学部分建模，建模过程中考虑各部件的惯性对系统的影响，与传统的动力学数学建模方式相比该方案准确且简单。采用Matlab/Simulink对运动学反解和液压控制系统建模。然后通过软件之间的接口将机械、液压和控制系统三部分模型联合，建立液压并联机构的通用仿真模型。 最后，通过仿真模型与试验结果的对比验证了所建液压六自由度平台模型的正确性。在此基础上，对比传统PID控制和动压反馈算法，通过平台的机电液一体化模型和试验对控制策略进行比较，证明采用动压反馈算法会较好的提高平台的稳定性与快速性。 |
| 作者： | 陈晶晶 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王祖温 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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