如何正確選擇一款合適的六自由度平臺?
? ? ? ?由于六自由度運(yùn)動平臺能夠?qū)崿F(xiàn)空間的六自由度運(yùn)動,并且具有剛度大、承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)比較簡單、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)動系統(tǒng)、車載設(shè)備穩(wěn)定系統(tǒng)的模擬試驗,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)的模擬試驗等;高精度的六自由度運(yùn)動平臺還可以用來進(jìn)行慣性元器件的測試。
? ? ? ?六自由度運(yùn)動平臺通過模擬飛機(jī)、艦船、車輛或者飛行器(以及其他類型的運(yùn)載平臺)運(yùn)動過程中的姿態(tài)變化,為被試品提供一個接近實(shí)際工作狀態(tài)的運(yùn)動環(huán)境,在該運(yùn)動環(huán)境下對被試品進(jìn)行試驗研究和性能考核。
六自由度原理
? ? ? ?六自由度運(yùn)動平臺是由六支作動筒,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成,下平臺固定在基礎(chǔ)上,借助六支作動筒的伸縮運(yùn)動,完成上平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運(yùn)動,從而可以模擬出各種空間運(yùn)動姿態(tài)。
六自由度的分類: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,除了對平臺硬件的合理設(shè)計、精密加工、組裝調(diào)試有很高的要求外,還有一項至關(guān)重要的技術(shù)難點(diǎn):運(yùn)動學(xué)反解和正解。六自由度運(yùn)動平臺的位移和姿態(tài)大閉環(huán)控制需要用到運(yùn)動學(xué)反解和正解。相對于六自由度運(yùn)動平臺的反解而言,正解算法比較復(fù)雜,而且解算耗時長。一臺高精度的六自由度運(yùn)動平臺需要一套高響應(yīng)、高精度的六自由度運(yùn)動平臺系統(tǒng),運(yùn)動學(xué)反解和正解則在六自由度運(yùn)動平臺系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。
平臺在控制或運(yùn)動時,如走的位移或是角度不準(zhǔn),或者單自由度運(yùn)動時,平臺會有其它的角度或位移變化,比如平臺平移時會有角度產(chǎn)生,這些都是算法不準(zhǔn)的表現(xiàn)。
模擬仿真六自由度,對平臺整體的要求不高,注重于用戶體驗是否有感覺或是否接近真實(shí),對精度沒有絕對的要求。這一類需求的仿真平臺,平臺提供廠商只需有反解算法或是體感算法的都是可以滿足的,對算法是否準(zhǔn)或是好不好沒有什么要求。
如何判斷一臺六自由度平臺的性能好壞?
判斷一臺六自由度平臺的性能好壞,可從以下幾個方面去看:
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平臺的精度高
平臺的運(yùn)動精度,平臺精度的高低取決于運(yùn)動控制算法、平臺的合理設(shè)計、零配件的加工精度、組裝精度調(diào)試等;平臺角度精度0.02°~0.1°,位移精度0.02MM~0.05MM。
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平臺運(yùn)動平穩(wěn)
平臺運(yùn)動時,無卡頓、抖動感,運(yùn)行流暢、柔和!
目前市場上大多自由度平臺都存在有卡頓、抖動感,尤其在低速運(yùn)動時卡頓、抖動感尤為明顯,造成此問題的根本原因在于運(yùn)動控制算法不合理,也有平臺硬件設(shè)計不合理、加工精度不高等有關(guān)。
選型過程
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選型時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)動算法及硬件有自主設(shè)計及生產(chǎn)加工能力的。
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