如何正確選擇一款合適的六自由度平臺(tái)?
? ? ? ?由于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)空間的六自由度運(yùn)動(dòng),并且具有剛度大、承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、精度高、控制比較容易等優(yōu)點(diǎn),被成功用于飛行模擬器的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)載設(shè)備穩(wěn)定系統(tǒng)的模擬試驗(yàn),也可以用于各種艦載設(shè)備和機(jī)載設(shè)備穩(wěn)定系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)等;高精度的六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還可以用來(lái)進(jìn)行慣性元器件的測(cè)試。
? ? ? ?六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)模擬飛機(jī)、艦船、車(chē)輛或者飛行器(以及其他類(lèi)型的運(yùn)載平臺(tái))運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的姿態(tài)變化,為被試品提供一個(gè)接近實(shí)際工作狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)環(huán)境,在該運(yùn)動(dòng)環(huán)境下對(duì)被試品進(jìn)行試驗(yàn)研究和性能考核。
六自由度原理
? ? ? ?六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由六支作動(dòng)筒,上、下各六只萬(wàn)向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺(tái)組成,下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上,借助六支作動(dòng)筒的伸縮運(yùn)動(dòng),完成上平臺(tái)在空間六個(gè)自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運(yùn)動(dòng),從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
六自由度的分類(lèi):精密定位六自由度 和 模擬仿真六自由度。
精密定位六自由度,除了對(duì)平臺(tái)硬件的合理設(shè)計(jì)、精密加工、組裝調(diào)試有很高的要求外,還有一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和正解。六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位移和姿態(tài)大閉環(huán)控制需要用到運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和正解。相對(duì)于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的反解而言,正解算法比較復(fù)雜,而且解算耗時(shí)長(zhǎng)。一臺(tái)高精度的六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)需要一套高響應(yīng)、高精度的六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和正解則在六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。
平臺(tái)在控制或運(yùn)動(dòng)時(shí),如走的位移或是角度不準(zhǔn),或者單自由度運(yùn)動(dòng)時(shí),平臺(tái)會(huì)有其它的角度或位移變化,比如平臺(tái)平移時(shí)會(huì)有角度產(chǎn)生,這些都是算法不準(zhǔn)的表現(xiàn)。
模擬仿真六自由度,對(duì)平臺(tái)整體的要求不高,注重于用戶(hù)體驗(yàn)是否有感覺(jué)或是否接近真實(shí),對(duì)精度沒(méi)有絕對(duì)的要求。這一類(lèi)需求的仿真平臺(tái),平臺(tái)提供廠商只需有反解算法或是體感算法的都是可以滿(mǎn)足的,對(duì)算法是否準(zhǔn)或是好不好沒(méi)有什么要求。
如何判斷一臺(tái)六自由度平臺(tái)的性能好壞?
判斷一臺(tái)六自由度平臺(tái)的性能好壞,可從以下幾個(gè)方面去看:
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平臺(tái)的精度高
平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度,平臺(tái)精度的高低取決于運(yùn)動(dòng)控制算法、平臺(tái)的合理設(shè)計(jì)、零配件的加工精度、組裝精度調(diào)試等;平臺(tái)角度精度0.02°~0.1°,位移精度0.02MM~0.05MM。
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平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)
平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),無(wú)卡頓、抖動(dòng)感,運(yùn)行流暢、柔和!
目前市場(chǎng)上大多自由度平臺(tái)都存在有卡頓、抖動(dòng)感,尤其在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)卡頓、抖動(dòng)感尤為明顯,造成此問(wèn)題的根本原因在于運(yùn)動(dòng)控制算法不合理,也有平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)不合理、加工精度不高等有關(guān)。
選型過(guò)程
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選型時(shí)候要清楚六自由度使用工況,是做模擬仿真還是精密定位。
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六自由度系統(tǒng)的負(fù)載大小。
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六自由度X、Y、Z各方向位移及α,β,γ角度及其他參數(shù)指標(biāo)。
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推薦選擇的廠商:控制系統(tǒng)有自己的核心運(yùn)動(dòng)算法及硬件有自主設(shè)計(jì)及生產(chǎn)加工能力的。
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