六自由度并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器的設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的典型運(yùn)動(dòng)模擬器,具有節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可控性等特點(diǎn)。并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器能夠在實(shí)驗(yàn)室中將船舶在海洋中搖擺的姿態(tài)模擬出來(lái),可以將艦載武器和設(shè)備儀器放在船舶運(yùn)動(dòng)模擬器上進(jìn)行陸地實(shí)驗(yàn),減少海上實(shí)驗(yàn)次數(shù),從而降低實(shí)驗(yàn)成本和研究周期。因此對(duì)并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。
　　針對(duì)并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的多樣化而帶來(lái)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性問題,本文采用模塊化設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)模擬器的設(shè)計(jì)指標(biāo),對(duì)其進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　第一,對(duì)并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,運(yùn)用歐拉角坐標(biāo)變換法建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的逆解數(shù)學(xué)模型,描述了并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器的動(dòng)平臺(tái)、伸縮桿、定平臺(tái)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(yùn)動(dòng)模擬器的工作空間。
　　第二,利用模塊化

3、設(shè)計(jì)的思想和對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果分別設(shè)計(jì)動(dòng)平臺(tái)模塊、固定平臺(tái)模塊和伸縮桿模塊,根據(jù)并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器的設(shè)計(jì)指標(biāo)和實(shí)際情況設(shè)計(jì)出了符合本方案的球鉸鏈、萬(wàn)向鉸鏈以及具有模塊化特色的電動(dòng)伺服缸,并利用UG三維軟件建立了并聯(lián)船舶運(yùn)動(dòng)模擬器的三維模型。
　　第三,運(yùn)用頻域分析法和時(shí)域分析法得到海浪運(yùn)動(dòng)與船舶運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)函數(shù)以及船舶在不規(guī)則波中的搖蕩運(yùn)動(dòng)方程,并通過(guò)實(shí)例計(jì)算得到100t以下的船舶在我國(guó)沿海地區(qū)6級(jí)海況航行時(shí)0～180t s?