六自由度平臺

（一）六自由運動平臺介紹六自由度液壓平臺技術參數六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（α，β，γ，X，Y，Z）的運動，進而可以模擬出各樣空間運動姿態(tài)。六自由度運動平臺波及到機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數學模型、及時信號傳輸辦理等一系列高科技領域，因此六自由度運動平臺是液壓和控制領域水平的標記性象征。主要包含平臺的空間運動機構、空間運動模型、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。六自由度平臺空間機構技術參數六自由度平臺構造見效圖如圖1所示。圖1六自由度平臺六自由度運動平臺由上下平臺和六個液壓油缸構成。六個液壓缸上端點兩兩構成上平臺三個支點，六個液壓缸下端點兩兩構成下平臺三個支點。上下三個支點分別在假定的圓周上，并且是120o均分，既分別是兩個等邊三角形的極點。依據不一樣樣的運動范圍，油缸的行程和上下平臺半徑不一樣樣。構造如圖2所示。圖2六自由度平臺構造圖依據標書要求，六自由度平臺構造參數以下：上平臺半徑：0.8m；下平臺半徑：0.85m；油缸最低行程時上下平臺垂直距離：約1.17m；油缸行程：±0.20m。六自由度平臺空間運動空間運動的目標是實現(xiàn)平臺在空間運動的三個姿態(tài)角度和三個平動位移，即俯仰、滾轉、偏航、上下垂直運動、前后平移和左右平移，及六個姿態(tài)的復合運動姿態(tài)。而空間目標是經過六個液壓缸的行程實現(xiàn)的，這就需要一個空間的運動模型達成空間運動的變換，假定空間運動的目標俯仰、滾轉、偏航、上下垂直位移、前后平移和左右平移用α，β，γ，X，Y，Z表示，六個油缸的行程用L（i）（i＝1、2、3、4、5、6）表示。整個運動模型以下：L（i）＝TT（α，β，γ，X，Y，Z）此中，TT是一個空間變換矩陣模型。由此及時算出每一運動時刻液壓油缸的行程。液壓油缸的理論行程再經過D/A接口的變換，給出實質行程值。依據平臺的空間機構參數，空間運動參數以下：位移速度加快度俯仰±20o22o/S2弧度/S2滾轉±17o22o/S2弧度/S2偏航±30o22o/S2弧度/S2垂直起落±200mm0.5m/S0.5m/S2縱向位移±200mm0.5m/S0.5m/S2側向位移－200mm—＋200mm0.5m/S0.5m/S2（二）六自由度平臺多自由度運動控制多自由度控制系統(tǒng)中，自由度最多為六自由度，并且六自由度運動控制難度最大，設施及系統(tǒng)最復雜，下邊主要介紹我公司設計、生產的六自由度運動平臺。六自由度運動平臺是由六支直線伺服電動缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只伺服電動缸（履行器）的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，從而可以模擬出各樣空間運動姿態(tài)，可寬泛應用到各樣訓練模擬器中，如遨游模擬器、汽車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設施等領域中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、機器人等。以下列圖為六自由度運動平臺的控制框圖。從圖中可看出，主控計算機經過六自由度數學模型對空間狀態(tài)進行不時解算，將需要的空間狀態(tài)和運動軌跡輸入到主控計算機，經過空間狀態(tài)解算程序達成對六根缸的運動位移和速度的計算，此后將解算結果送到多軸控制卡，經伺服驅動器送給伺服電機，伺服電機帶動電動缸推進平臺運動，實現(xiàn)上平臺的空間運動狀態(tài)。六自由度運動平臺的研制中，依據應用不一樣樣需要波及機械、液壓、電器、控制、計算機、傳感器、空間運動數學模型、及時信號傳輸辦理、圖形顯示、動向仿真等等一系列領域。上圖為六自由度在并聯(lián)機床上的應用汽車模擬駕駛器本套鑒于伺服電動缸的六自由度運動平臺，是為汽車模擬駕駛器配套生產的。當前，國內外研制開發(fā)的汽車模擬駕駛器六自由度運動平臺，多為電液伺服控制的液壓油缸作為驅動器，液壓伺服系統(tǒng)可以承受大負載，原理簡單，簡單實現(xiàn)，可是控制難度大，并且需要油源泵站，對環(huán)境和場所都有嚴格的要求。而伺服電動缸，可以解決以上的這些問題。（三）六自由度平臺基層架構(圖)該平臺由集成控制與泵站構成,上圖為基層構造圖,六自由度運動平臺可以上、下、左、右、前后左右平移方向運動，載重量在噸級以下，運轉堅固，動作可柔可鋼。（四）六自由度六自由度運動平臺定義-六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動用途：模擬出各樣空間運動姿態(tài)，可寬泛應用到各樣訓練模擬器如遨游模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設施等領域用途及特色：六自由度運動平臺，因為有極為廣闊的應用遠景，近幾年，惹起了國內外科研、院校寬泛的研究興趣。六自由度運動平臺原理是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，進而可以模擬出各樣空間運動姿態(tài)，可寬泛應用到各樣訓練模擬器如遨游模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設施等領域，甚至可用到空間宇宙飛船的對接，空中加油機的加油對接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、靈便機器人等。因為六自由度運動平臺的研制，波及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數學模型、及時信號傳輸辦理、圖形顯示、動向仿真等等一系列高科技領域，因此六自由度運動平臺的研制變?yōu)榱烁叩仍盒！⒀芯吭核谝簤汉涂刂祁I域水平的標志性象征。六自由度運動平臺是液壓及控制技術領域的皇冠級產品，掌握了它，在液壓和控制領域基本上就沒有了難題。以下介紹它的開發(fā)過程，因為有極為廣闊的應用遠景，近幾年，惹起了國內外科研、院校寬泛的研究興趣。六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，進而可以模擬出各樣空間運動姿態(tài)，可寬泛應用到各樣訓練模擬器如遨游模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設施等領域，甚至可用到空間宇宙飛船的對接，空中加油機的加油對接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、靈便機器人等。因為六自由度運動平臺的研制，波及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數學模型、及時信號傳輸辦理、圖形顯示、動向仿真等等一系列高科技領域，因此六自由度運動平臺的研制變?yōu)榱烁叩仍盒?、研究院所在液壓和控制領域水平的標記性象征。（五）六自由度液壓平臺、三自由度液壓平臺、多自由度電動平臺、抖振座椅、擬桿力系統(tǒng)等產品被寬泛應用于仿真模擬系統(tǒng)中.六自由度運動平臺功能：1.模擬飛機六個自由度的運動，包含俯仰、滾轉、偏航、垂直起落、橫向和縱向直線運動；2.模擬飛機各樣遨游條件的變化惹起的運動，如大氣擾動和武器發(fā)射等。3.模擬著陸接地姿態(tài)和碰撞以及使用剎車時出現(xiàn)的運動;4.模擬在湊近真切飛機頻次處的振動和抖振以及大氣紊流在對應自由度上引進的抖振.（六）大型數字式六自由度運動平臺的開發(fā)一、概括六自由度運動平臺，因為有極為廣闊的應用遠景，近幾年，惹起了國內外科研、院校寬泛的研究興趣。六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺構成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，達成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，進而可以模擬出各樣空間運動姿態(tài)，可寬泛應用到各樣訓練模擬器如遨游模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設施等領域，甚至可用到空間宇宙飛船的對接，空中加油機的加油對接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動機床、靈便機器人等。因為六自由度運動平臺的研制，波及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器，空間運動數學模型、及時信號傳輸辦理、圖形顯示、動向仿真等等一系列高科技領域，因此六自由度運動平臺的研制變?yōu)榱烁叩仍盒?、研究院所在液壓和控制領域水平的標記性象征。外國某大型液壓公司的總部大廳里，向客人展現(xiàn)水平的第一個標記就是六自由度運動平臺，筆者以為，六自由度運動平臺是液壓及控制技術領域的皇冠級產品，掌握了它，在液壓和控制領域基本上就沒有了難題。以下介紹它的開發(fā)過程二、傳統(tǒng)的伺服液壓控制六自由度運動平臺到當前為止，世界上所有國家和研制單位，大型平臺都無一例外的采納了液壓伺服控制系統(tǒng)。國內以幾所名牌大學的研究水平較高，其控制原理基真相同，六自由度平臺單缸控制框圖以下：從圖中可看出，主控計算機是達成空間狀態(tài)的及時解算，此后將解算結果送到六個單缸控制器，經數/模變換后送給伺服放大器、伺服閥、伺服缸推進平臺運動。伺服缸的位移和壓力經過兩只傳感器并經模/數變換后送給計算機，達成閉環(huán)控制。該框圖表示的是主動編程控制，假如是及時模擬控制，還需要在主控計算機前增添姿態(tài)信號輸入裝置，即用各樣信號發(fā)生器模擬人的操作，輸出表示空間狀態(tài)的XYZ和αβγ信號。該伺服系統(tǒng)最大的難點是傳遞環(huán)節(jié)多、控制過于復雜、調試困難、靠譜性差、伺服閥抗攪亂抗污染能力衰、故障率高，因此國內只管很多單位進行了研制，但大面積推行的卻素來不多。三、六自由度平臺控制的空間狀態(tài)解算1．順向解）：即已知六根液壓缸的長度，求解平臺姿態(tài)，到當前為止，還沒有直接中的的正解方程式，只好采納疊代方法，利用計算機迅速運算的特色和上鉸鏈的構造條件拘束來迫近求解平臺姿態(tài)。此為順解，2．反解（逆向解）：描繪一個剛體在空間旋轉的姿勢，最常使用的方法是定義三個歐拉角來表達，當剛體旋轉至某一姿勢下，此三個歐拉角即構成獨一的旋轉矩陣，并借由旋轉矩陣作坐標變換，即可求得剛體的絕對地點。四、六自由度的速度協(xié)聯(lián)控制當給定空間狀態(tài)后，可以分別算出六只缸的不一樣樣長度，為了讓平臺上的油缸在同一時間運動到新的地點，六只缸的運動速度是不一樣樣的，這個問題的解決有兩種方法，一是采納標準的協(xié)聯(lián)控制器，該控制器需將油缸的運動長度數值送入，控制器能按所要求的時間，自動分派六只缸的運動速度，同時抵達終點。第二種方法是自己編制運動速度方程，采納長度的最小公倍數方法分派速度，也可達到相同目的。五、六自由度平臺的全數字控制性能先進、操作靠譜的新式數字（液壓）缸（已歸入“十五”攻關和國家要點新產品項目），作為六只控制缸。該數字缸撤消了傳統(tǒng)控制中的伺服閥、傳感器、A/D變換和D/A變換等諸多環(huán)節(jié)，它是將傳感器、數字閥等所有做到油缸內部，形成自動地點反應和速度反應。數字缸可以直接接受計算機發(fā)出的數字脈沖信號進行靠譜的工作。脈沖頻次代表數字缸運動速度，脈沖總數代表數字缸運動行程，一一對應，將復雜的閉環(huán)控制變?yōu)榱撕唵蔚拈_環(huán)控制，它的控制框圖和實質平臺圖照片所示以下：從上圖與伺服系統(tǒng)的框圖比較可知，控制原理大大簡化，不但系統(tǒng)響應速度加快，并且故障率也大為降低，靠譜性得以增添。整個六自由度運動平臺無任何液壓控制元件和傳感器，系統(tǒng)構成十分清爽。它的性能指標以下：六自由度數字運動平臺技術指標六．數字液壓技術在其余領域的成功應用數字液壓缸與專門配套研制的數字控制器相當合，幾乎撤消了傳統(tǒng)液壓控制中的所有液壓閥件和控制元件，它扔掉了傳統(tǒng)的閥口控制，把厭煩的現(xiàn)場調試搬到了辦公室，幾乎做到了即裝即用，已經成功的應用到冶金、機械、水電、國防軍工等一系列疑難控制領域，其控制性能遠遠超出傳統(tǒng)的液壓控制技術，成功應用的實例有：冶金領域中的鋼水連鑄結晶器液面控制、結晶器液壓非正弦振動（均列入過國家攻關項目），帶鋼厚度控制（微米級精度）。水電領域中的水輪機調速控制；機械領域的大型無齒鋸多點速度控制和地點控制，軍工領域的大型導彈裝彈機構的多缸同步控制（任意多缸同步偏差可達0.1%）、軍艦舵機控制、減搖稽控制，模擬器領域的六自由度平臺控制等等一系列疑難控制，均獲得了十分理想的見效。/////////////////////////////////////////////////////////////////六自由度運動平臺六自由度運動平臺寬泛應用于坦克，飛機，艦船，雷達，特種車輛的模擬仿真訓練。1．載荷，自由度2．角加快度，速度，角加快度，位移互有關系。運動頻次：正旋運動來考慮（0.01Hz~15Hz），（隨機運動），海浪運動，飛機，艦船，坦克，車輛駕駛運動座標原點，精準定位采樣周期：15ms仿真環(huán)境3、經過活動，使學生養(yǎng)成博學多才的好習慣。比率分析法和比較分析法不可以測算出各要素的影響程度?！滩杉{約當產量比率法，分派原資料開銷與分派加工開銷所用的竣工率都是一致的。ＸC采納直接分派法分派協(xié)助生產開銷時，應試慮各協(xié)助生產車間之間相互供給產品或勞務的狀況。錯產品的實質生產成本包含廢品損失和歇工損失?！藽成本報表是對外報告的會計報表?！罜成本分析的首要程序是發(fā)現(xiàn)問題、分析原由?！罜成本會計的對象是指成本核算?！罜成本計算的協(xié)助方法一般應與基本方法聯(lián)合使用而不獨自使用?！藽成本計算方法中的最基本的方法是分步法。XD當車間生產多種產品時，“廢品損失”、“歇工損失”的借方余額，月底均直接記入該產品的產品成本中?！炼~法是為了簡化成本計算而采納的一種成本計算方法?！罠“廢品損失”賬戶月底沒有余額?！虖U品損失是指在生產過程中發(fā)現(xiàn)和入庫后發(fā)現(xiàn)的不可以修復廢品的生產成本和可修復廢品的修復開銷。ＸF分步法的一個重要特色是各步驟之間要進行成本結轉。(√)G各月底在產品數目變化不大的產品，可不計算月底在產品成本。錯G薪資開銷就是成本項目。(×)G歸集在基本生產車間的制造開銷最后均應分派計入產品成本中。對J計算計時薪資開銷，應以考勤記錄中的工作時間記錄為依據。(√)J簡化的分批法就是不計算在產品成本的分批法。(×)J簡化分批法是不分批計算在產品成本的方法。對J加班加點薪資既可能是直接計人開銷，又可能是間接計人開銷?！蘆接生