六自由度液压运动平台的自动控制

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，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I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，α，β，γ）的运动，从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。II2．确定总体方案，设计六自由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III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，α，β，γ）的运动，从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IVAbstractSixdegreeoffreedommotionplatform,becausethereisaverybroadapplicationprospects,canbecompletedinthespaceofsixdegreesoffreedom(X,Y,Z,alpha,beta,gamma)movement,whichcansimulatevariousspatialmotion,canbewidelyappliedtovarioustrainingsimulator.Asthedevelopmentofsixdegreeoffreedommotionplatform,relatestothemechanical,hydraulic,electrical,control,computer,sensor,thespatialmovementmathematicalmodel,real-timesignaltransmissionandprocessing,graphicdisplay,dynamicsimulationandsoonaseriesofhigh-techfields,sothedevelopmentofsixdegreeoffreedommotionplatformintocollegesanduniversities,researchinstitutestohydraulicandcontrolfieldlevelsymbol.Throughthemechanism,characteristicsandapplicationofsixdegreeoffreedommotionplatform,cancompletethemodelingofhydraulicservosystembasedonthegeneralcontrolplatformdesign,intheMatlabsoftwaretosimulatethesystemanalysis,theconventionalPIDcontrolandPIDneuralnetworkalgorithmbasedonadvancedcontrolmethodswerecompared,thesimulationresultsshowthatthePIDneuralnetworkthecontrolmethodhasgoodcontroleffectoftheservosystembasedon,italsoprovedthatthedesignofelectro-hydraulicservocontrolsystemisreasonable,thecontrolstrategyisappliedintheprototypeplatform,platformstableoperation,smooth.Asaplatformtocontrolthefurtherimprovementandlaidthefoundationfortheperfectionof.Keywords：6-DOFplatform；hydraulic；PIDcontrolV目录摘要...............................................................................................................................................IIIABSTRACT..................................................................................................................................IV目录................................................................................................................................................V1绪论..............................................................................................................错误!未定义书签。1.1课题背景及意义....................................................................................错误!未定义书签。1.2六自由度平台发展及应用....................................................................错误!未定义书签。1.3六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.................................................................................错误!未定义书签。1.4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简介.......................................................................................................................................73.2液压缸的设计.......................................................................................................................73.3液压缸的密封设计..........................................................................