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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流六自由度液压运动平台的自动控制.精品文档.编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 六自由度液压运动平台的自动控制 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923280 学生姓名： 赖坤楠 指导教师： 龚常洪 （职称：副教授 ） （职称： ）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 六自由度液压运动平台的自动控制 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，
2、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械96 学 号： 0923280 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 六自由度液压运动平台的自动控制 2、专题 二、课题来源及选题依据 六自由度运动平台，由于有极为广阔的应用前景，六自由度运动平台是由六支油缸，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六只油缸的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（X，Y，Z，）的运动，从而可以模拟出各种空间运动姿态，可广泛应用到
3、各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域，甚至可用到空间宇宙飞船的对接，空中加油机的加油对接中。在加工业可制成六轴联动机床、灵巧机器人等。由于六自由度运动平台的研制，涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器，空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域，因而六自由度运动平台的研制变成了高等院校、研究院所在液压和控制领域水平的标志性象征。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1查阅资料，了解国内外多自由度运动平台的现状和发展趋势。 2确定总体方案，设计六自由
4、度运动平台的本体结构和液压伺服系统并完成相关工程图的设计。 3建立控制系统的数学模型,使用PID控制方式提高系统的运动性能。运用虚拟样机技术，在ADMAS环境下，对六自由度运动平台进行运动学和动力学的仿真。 4完善各个部分，撰写设计说明书。 四、接受任务学生： 机械96 班 姓名 赖坤楠 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名2012 年 11月 12 日摘 要六自由度运动平台，由于有极为广阔的应用前景，可以完成在空间六个自由度（X，Y，Z，）的运动，从
5、而可以模拟出各种空间运动姿态，可广泛应用到各种训练模拟器上。由于六自由度运动平台的研制，涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器，空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域，因而六自由度运动平台的研制变成了高等院校、研究院所在液压和控制领域水平的标志性象征。通过六自由度运动平台的机构特点及应用，可以在平台控制总体设计的基础上完成液压伺服系统的建模工作,在Matlab软件中对系统进行了仿真分析,将常规PID控制和基于神经网络算法的先进PID控制方法进行对比,仿真结果表明基于神经网络的PID控制方法对伺服系统具有良好的控制效果,同时也证明了电液伺服控制系统设计的合
6、理性,将控制策略应用于样机平台,平台运行稳定,流畅。为平台控制的进一步改进和完善奠定了基础。关键词：六自由度平台；液压；PID控制AbstractSix degree of freedom motion platform, because there is a very broad application prospects, can be completed in the space of six degrees of freedom (X, Y, Z, alpha, beta, gamma) movement, which can simulate various spatial moti
7、on, can be widely applied to various training simulator. As the development of six degree of freedom motion platform, relates to the mechanical, hydraulic, electrical, control, computer, sensor, the spatial movement mathematical model, real-time signal transmission and processing, graphic display, d
8、ynamic simulation and so on a series of high-tech fields, so the development of six degree of freedom motion platform into colleges and universities, research institutes to hydraulic and control field level symbol.Through the mechanism, characteristics and application of six degree of freedom motion
9、 platform, can complete the modeling of hydraulic servo system based on the general control platform design, in the Matlab software to simulate the system analysis, the conventional PID control and PID neural network algorithm based on advanced control methods were compared, the simulation results s
10、how that the PID neural network the control method has good control effect of the servo system based on, it also proved that the design of electro-hydraulic servo control system is reasonable, the control strategy is applied in the prototype platform, platform stable operation, smooth. As a platform
11、 to control the further improvement and laid the foundation for the perfection of.Key words：6-DOF platform；hydraulic；PID control目 录摘要IIIABSTRACTIV目录V1 绪论11.1 课题背景及意义11.2 六自由度平台发展及应用11.3 六自由度平台国内外研究状况31.3.1 国外研究现状31.3.2 国内研究现状41.4 课题主要研究内容42 六自由度运动平台本体结构设计52.1 平台主要性能指标52.2 平台结构52.3 平台驱动方式63 液压缸设计73.1
12、简介73.2 液压缸的设计73.3 液压缸的密封设计103.4 支承导向的设计103.5 防尘圈的设计113.6 液压缸材料的选用113.7 液压泵的选择123.8 电机的选择144 液压油路设计154.1 液压设备外接线路154.2 操作板154.3 程序地址分配164.4 芯片接线图174.5 PLC程序指令205 液压伺服系统的建模与仿真255.1 六自由度运动平台系统的总体设计255.2 数学模型的建立255.2.1 单个作动器的数学模型265.3 系统的控制及仿真265.3.1 基于常规PID的控制系统仿真研究265.3.2 基于BP神经网络的控制算法275.3.3 仿真实现286
13、液压运动平台的运动仿真306.1 液压平台的基本结构设计306.2 虚拟样机的建立与仿真316.2.1 零件建模316.2.2 装配设计326.2.3 运动分析336.3 结束语367 结论与展望37致谢38参考文献391 绪论1.1 课题背景及意义六自由度平台的研制对舰船运动规律的研究起着重要的作用平台可以在实验室中模拟舰船在海上航行时摇摆的情况将舰船在海洋中摇摆的姿态和运动真实地再现出来并能检测舰载直升机系统和各分系统在各种摇摆和位置姿态下的动态和静态技术性能。该专用设备主要由机械运动系统、液压伺服控制系统、传感检测系统、信号采集处理系统、计算机控制系统和各种安全保护装置等组成可按试验要求实现六个自由度的旋转运动以及这些自由度的复合运动以达到模拟舰船在海上的垂荡、纵荡、横荡、纵摇、横摇和艏摇各种摇摆状况的目的。六自由度平台可以进行船舶运动和结构动力学研究同时也是驾驶员航海训练的一种良好设备可以将舰载武器和设备仪器放在平台上进行陆地实验减少海上实验次数这样就降低
