检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2020年第2期32卷 255-261页

作者：李孝禄闫剑锋许沧粟吴宗明张远辉朱俊江中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 浙江大学能源工程系浙江杭州310013 杭州幻行科技有限公司浙江杭州310053

针对VR(Virtual Reality)运动模拟器使用的经典体感模拟控制算法存在相位延迟、虚假暗示的缺点导致虚实运动一致性不够,引发VR晕动症的问题,提出了一种改进体感模拟算法。改进体感模拟算法在经典模拟算法的基础上加入了前庭感知系统,对... 详细信息

针对VR(Virtual Reality)运动模拟器使用的经典体感模拟控制算法存在相位延迟、虚假暗示的缺点导致虚实运动一致性不够,引发VR晕动症的问题,提出了一种改进体感模拟算法。改进体感模拟算法在经典模拟算法的基础上加入了前庭感知系统,对算法的输出误差进行反馈,采用模糊控制算法对输入加速度和角速度进行修正和预测,并且对虚拟现实中地形的起伏变化进行模拟。在MATLAB/Simulink中对改进体感模拟算法进行建模仿真,仿真结果表明改进体感模拟算法降低了相位延迟和虚假暗示,提高了虚实运动的一致性。

关键词： VR 运动模拟器体感模拟算法前庭感知系统模糊控制算法

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九自由度运动模拟器相对位置精度分析与指标分解

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空间控制技术与应用 2017年第5期43卷 49-54,60页

作者：李博吴奋陟王云峰何华东付铜玲许波天津市微低重力环境模拟技术重点实验室天津300458 天津航天机电设备研究所天津300458 北京控制工程研究所北京100094

九自由度运动模拟器是标定航天器交会对接GNC子系统中交会对接光学成像敏感器(CRDS)的关键设备,具有较高的相对位置精度要求.以此为出发点,对影响系统综合指标的误差组成进行系统性分析.梳理各误差分量的关系及相互作用原理,建立误差模... 详细信息

九自由度运动模拟器是标定航天器交会对接GNC子系统中交会对接光学成像敏感器(CRDS)的关键设备,具有较高的相对位置精度要求.以此为出发点,对影响系统综合指标的误差组成进行系统性分析.梳理各误差分量的关系及相互作用原理,建立误差模型,通过对系统综合指标进行合理的分解与分配,最终使九自由度运动模拟器系统精度达到设计要求.

关键词：九自由度运动模拟器相对位置精度误差分析指标分解

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六自由度运动模拟器性能指标分析

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电光与控制 2008年第6期15卷 83-87页

作者：梁凯苏建刚邱铭铭北京跟踪与通信技术研究所北京100094 装备指挥技术学院北京101416

为实现负载的俯仰、横滚、偏航、升降、侧向位移和纵向移六个自由度运动,系统采用Stewart结构的运动模拟器作为驱动机构。计算了六自由度运动模拟器系统的结构参数、运动学参数和动力学参数。基于对六自由度运动模拟器的分析,设计了运... 详细信息

为实现负载的俯仰、横滚、偏航、升降、侧向位移和纵向移六个自由度运动,系统采用Stewart结构的运动模拟器作为驱动机构。计算了六自由度运动模拟器系统的结构参数、运动学参数和动力学参数。基于对六自由度运动模拟器的分析,设计了运动模拟器的作动器,液压源,上、下平台等部件。设计结果能够实现六自由度运动的技术指标要求,系统具有良好的适用性。

关键词：运动模拟器运动学动力学平台

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一种新型气动混联运动模拟器的结构设计

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机床与液压 2010年第9期38卷 49-50,36页

作者：彭光正申珉珉张宏立范伟北京理工大学自动化学院复杂系统智能控制与决策教育部重点实验室北京100081

提出一种新型的具有气动混联机构的三自由度运动模拟器。该运动模拟器由一个两自由度并联机构和一个行程可测的气缸串联组成,驱动方式采用气缸和气动人工肌肉混合驱动。其结构简单,3个自由度相互独立,可控性好,具有较广阔的应用前景。

关键词：混联机构运动模拟器结构设计

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六自由度运动模拟器精度分析及其标定

六自由度运动模拟器精度分析及其标定

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作者：于大泳哈尔滨工业大学

学位级别：博士

随着载人航天技术的发展,空间对接技术已成为各国十分关注的问题。空间对接技术是建立载人空间站必须解决的关键技术,也是我国航天事业进一步发展所迫切需要解决的问题。为了有效掌握载人航天技术,并针对对接系统研制以及性能测试中需... 详细信息

随着载人航天技术的发展,空间对接技术已成为各国十分关注的问题。空间对接技术是建立载人空间站必须解决的关键技术,也是我国航天事业进一步发展所迫切需要解决的问题。为了有效掌握载人航天技术,并针对对接系统研制以及性能测试中需要解决的关键技术,对空间对接过程半物理仿真试验系统进行研究是非常必要的。六自由度运动模拟器作为空间对接过程半物理仿真试验系统的关键设备之一,其位姿误差直接影响整个系统的仿真精度。因此,提高六自由度运动模拟器的位姿精度对于空间对接过程半物理仿真试验研究具有十分重要的意义。为解决六自由度运动模拟器的位姿精度保证问题,本文密切结合空间对接过程半物理仿真技术的需要,针对提高六自由度运动模拟器位姿精度的关键问题——精度设计和运动学标定技术进行了深入的研究。本文利用机器人学中的齐次坐标变换方法,以哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所研制的六自由度运动模拟器为结构模型,将其各条分支链作为假想的单分支链,根据运动学方程以及并联机构的环路特性,建立了六自由度运动模拟器的位姿误差模型。利用此模型,可以对六自由度运动模拟器的位姿精度进行评估,并分析了六自由度运动模拟器位姿误差的标准差在工作空间内的分布规律,为进一步提高六自由度运动模拟器的位姿精度提供了理论依据。本文针对六自由度运动模拟器位姿的测量问题,提出了利用三坐标测量机测量运动平台上三个标准球对固定平台上三个标准球的距离,然后通过计算来确定六自由度运动模拟器的位姿。详细地分析、研究了位姿测量误差对三坐标测量机的测量误差和固定平台上三个标准球的位置误差的敏感性。推导出了三坐标测量机的测量误差、固定平台上三个标准球的位置误差对位姿测量误差的函数,发现只要适当地增大固定平台上三个标准球之间的相对距离,就能够有效地降低三坐标测量机的测量误差和固定平台上三个标准球的位置误差对位姿测量的影响,从而提高了位姿测量的准确性。本文研究了六自由度运动模拟器的外部标定技术,提出了基于运动学正、反解的外部标定方法,并完成了全部标定计算工作。首先,以六自由度运动模拟器运动学反解模型为基础,建立了标定模型,通过最小二乘算法和迭代算法求解六自由度运动模拟器的结构参数。对影响该标定算法计算精度的因素进行

关键词：运动模拟器精度分析运动学标定位姿测量

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新型六自由度运动模拟器的性能分析与设计

新型六自由度运动模拟器的性能分析与设计

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作者：怀其利燕山大学

学位级别：硕士

并联构型的运动模拟器由于其具有安全性高，成本低以及适应性好等的特点而得到了越来越多的应用，如用于训练飞行员的飞行模拟器、用于训练船员的船舶模拟器等。本文在Stewart平台的基础上提出了一种新型布局的六自由度运动模拟器，该... 详细信息

并联构型的运动模拟器由于其具有安全性高，成本低以及适应性好等的特点而得到了越来越多的应用，如用于训练飞行员的飞行模拟器、用于训练船员的船舶模拟器等。本文在Stewart平台的基础上提出了一种新型布局的六自由度运动模拟器，该模拟器可以应用于航空航天、军事及现代化工业生产等多种场合。本文运用运动学相关理论，首先对该新型运动模拟器的位置正解及位置反解进行了求解。提出了一种用于解决该机构位置正解的新方法，结合位置分析，同时考虑机构本身所具有的结构约束，完成了该机构工作空间的求解。为了便于观察，绘制出了工作空间三维图及其对应的等高线，分析了机构尺寸参数对工作空间的影响。其次分别定义了用于表征运动学及静力学局部各向同性及全局各向同性性能的指标。利用前一指标分析了该机构各向同性性能在工作空间内的分布情况，绘制出了三维分布图及其相应的等高线；利用后一指标分析了机构参数对工作空间的影响趋势。利用矢量微分法建立了该模型的误差模型，分析了各个误差源对机构末端误差的影响，同时分析了机构位姿及机构的结构参数对末端误差的影响程度，并绘制出了相应的特性曲线。最后应用Pro/E软件建立了该机构的虚拟样机模型，并利用ADAMS对其进行仿真，从中得到了该机构运动学及动力学仿真曲线。仿真结果表明该机构具有较好的运动学和动力学性能。

关键词：运动模拟器 Stewart平台位置正解位置反解工作空间各向同性误差模型虚拟样机

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运输工况运动模拟器控制系统的研究

运输工况运动模拟器控制系统的研究

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作者：明金龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着我国工业化进程的加快,各种危化品运输的安全形势非常严峻,因此近年来,我国开展了针对各种危化品在运输中的安全监测与跟踪微系统技术的研究。然而,在安全监测与跟踪系统试验阶段,目前的测试方法集中在实施真实的罐车陆路或海上船... 详细信息

随着我国工业化进程的加快,各种危化品运输的安全形势非常严峻,因此近年来,我国开展了针对各种危化品在运输中的安全监测与跟踪微系统技术的研究。然而,在安全监测与跟踪系统试验阶段,目前的测试方法集中在实施真实的罐车陆路或海上船运测试,这种方法具有真实性,但同时具有测试周期长、成本高、风险性大、工作强度大等缺点。本课题基于国家863计划重点项目“面向安全监测与跟踪的网络化微系统”的子课题“危化品运输工况仿真与模拟技术”,针对真实测试方法的不足,通过设计一个六自由度并联运动模拟器来模拟罐箱车在道路上的行驶状况,对危化品运输工况进行仿真与模拟研究。本文通过理论分析、仿真及实验的方法完成了六自由度并联运动模拟器控制系统的设计。首先,利用影响系数法对模拟器机构进行运动学逆向分析,建立了上平台工作点与各个电机轴在位姿、速度、加速度之间的映射关系,这是实现对各轴电机运动控制的基础。为了验证数学推导的正确性,利用Adams建立模拟器机构的机械模型,进行运动学、动力学仿真,并与前面理论分析结果比较;然后利用Adams/Controls模块联合Adams和Matlab,完成模拟器虚拟仿真平台的建立,实现对模拟器的动态控制联合仿真,分析了数字PID算法的控制特性以及采样周期对控制效果的影响,为实际系统的搭建提供了理论依据。根据理论及仿真分析的结果,实际构建了基于超高速工业以太网EtherCAT的六自由度并联运动模拟器控制系统,利用Beckhoff自动化系统提供的TwinCAT NC软件开发环境编写了实际控制程序。最后,在搭建的硬件平台上进行实验调试,实现了对模拟器6个电机的同步运动控制。

关键词：运动模拟器 Adams-Matlab联合仿真 EtherCAT 伺服控制

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对接试验台运动模拟器控制系统设计与分析

对接试验台运动模拟器控制系统设计与分析

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作者：尹永鑫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

空间对接技术一直是航天界研究的主要课题,其中的六自由度对接综合试验台是空间对接技术的关键之一.该文以中国目前正在攻关的\"921-3\"国家载人航天计划重点项目\"空间对接机构半实物仿真综合试验台数字化建模仿真分析\... 详细信息

空间对接技术一直是航天界研究的主要课题,其中的六自由度对接综合试验台是空间对接技术的关键之一.该文以中国目前正在攻关的\"921-3\"国家载人航天计划重点项目\"空间对接机构半实物仿真综合试验台数字化建模仿真分析\"中的六自由度运动模拟器为研究对象,重点进行控制系统设计与分析的研究.首先对空间对接技术中的六自由度并联机构及相应控制方法的优缺点、国内外的研究现状进行了分析与评述.结合该课题组承担的实际工程项目,提出了该论文的研究内容和方法.然后,在对六自由度运动模拟器进行深入的动力学分析的基础上,应用虚功原理建立了运动模拟器的多体动力学方程,并经简化得出了具有实际意义的线性模型.根据电液驱动机构的基本方程,建立了单缸电液伺服机构的模型.引入了包括位置反馈、速度反馈和动压反馈在内的综合校正来改善电液驱动机构的性能,并加入复合控制用来抑制干扰的影响和消除系统对输入信号的误差.仿真结果显示,经过校正后单缸系统的衰减和时滞特性能够满足工程需要.为进一步改善系统性能,该文将所得到的六自由度运动模拟器动力学模型表述成状态空间形式,判断了系统的能控性,进行了状态反馈,使系统能够达到合理的按需配置.仿真结果显示,配置后的系统各项性能指标均有显著改善.最后,针对运动模拟器的两大类共168种工作情况进行仿真,用来分析上平台等效负载、上平台初始高度和输入信号频率对位置跟踪特性的影响.仿真结果表明,该文所建立的运动模拟器动力学模型和设计的控制系统是合理的,能够为\"921-3\"国家载人航天计划重点项目\"空间对接机构半实物仿真综合试验台数字化建模仿真分析\"提供满足性能指标要求的运动模拟器模型.

关键词：空间对接综合试验台运动模拟器动力学建模控制系统设计

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一种具有复合球铰的六自由度运动模拟器分析与设计

一种具有复合球铰的六自由度运动模拟器分析与设计

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作者：陈汉成浙江理工大学

学位级别：硕士

六自由度运动模拟器作为一种重要的运动仿真手段而被飞行、船舶、娱乐等领域广泛应用,本文提出一种以并联机构为基础的六自由度运动模拟器,对该运动模拟器进行了运动学、运动/力传递性能和整体刚度性能分析,基于算法的多指标结构参数优... 详细信息

六自由度运动模拟器作为一种重要的运动仿真手段而被飞行、船舶、娱乐等领域广泛应用,本文提出一种以并联机构为基础的六自由度运动模拟器,对该运动模拟器进行了运动学、运动/力传递性能和整体刚度性能分析,基于算法的多指标结构参数优化,根据优化结果进行运动模拟器的样机设计、制备和实验验证等工作,主要研究内容可归纳如下:对运动模拟器构型进行分析,建立相应的坐标系,运用螺旋理论对该构型进行运动性能分析,运用修正的G-K公式进行自由度计算,得出结论:末端运动平台始终拥有六个自由度。建立运动模拟器的几何模型并应用闭环矢量法建立闭环矢量方程,联立方程得出运动学逆解表达式,使用Solid Works中的motion仿真模块对运动学逆解进行验证。对运动模拟器建立的几何模型进行速度分析,推导出速度表达式,得出速度雅克比矩阵,依据雅克比矩阵推导出运动模拟器的奇异位形。考虑实际的情况,通过避免奇异位形和限制结构尺寸等条件,迭代计算出工作空间,并绘制工作空间图。对运动模拟器进行运动/力传递性能指标的分析与评价,依据该指标得出运动/力传递性能图谱。运用参数无量纲化方法基于运动/力性能指标对运动模拟器进行结构尺寸优化,对优化空间内的各个点进行指标运算并绘制出优化空间图,得到无量纲参数三维图,找出基于该指标的最优解,对比优化前和优化后的结果。利用螺旋理论对运动模拟器的各个分支进行受力分析,得到杆件应变能解析表达式,汇总后得到分支的总应变能,通过卡式第二定理得到分支刚度矩阵,最后通过变形协调方程得到运动模拟器整体的刚度矩阵。建立刚度指标对运动模拟器静刚度性能进行评判,在ANSYS中建立刚度模型进行验证。得出理论静刚度模型与有限元模型之间的误差范围。综合运动/力传递性能指标与静刚度指标对运动模拟器进行多目标性能优化,目的是为了在运动/力传递性能好的情况下尽量使其刚度性能提高,为后续样机设计提供理论依据。根据NSGA2遗传算法得出了一系列优化尺寸参数,并根据实际情况选定一组参数为样机的尺寸依据。依据优化的结构参数为基础,设计并制备运动模拟器实验样机,搭建样机控制系统,对样机进行运动学控制实验,实现对运动模拟器运动轨迹的控制,展望未来工作。

关键词：并联机构运动模拟器运动学性能指标静刚度性能优化遗传算法样机设计

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舰船运动模拟器技术研究

舰船运动模拟器技术研究

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作者：张代义合肥工业大学

学位级别：硕士

舰船运动模拟器是模拟舰船海上航行摇摆条件的关键设备,它可以在实验室模拟舰船海航时的摇摆状态,为舰载设备、仪器提供动态性能和静态性能试验条件。与舰船在海上航行试验相比,它具有可控性、无破坏性、经济性、可靠性等优点,受到舰载... 详细信息

舰船运动模拟器是模拟舰船海上航行摇摆条件的关键设备,它可以在实验室模拟舰船海航时的摇摆状态,为舰载设备、仪器提供动态性能和静态性能试验条件。与舰船在海上航行试验相比,它具有可控性、无破坏性、经济性、可靠性等优点,受到舰载设备仪器研制、生产厂家的广泛重视。而作为运动模拟器载体的并联六自由度运动平台是舰船运动模拟器的重要组成部分,在计算机系统控制下提供沿X、Y、Z向平移和绕X、Y、Z轴回转的六自由度摇摆运动。对并联六自由度运动平台的有关理论进行分析和研究、设计性能优越的运动模拟器是提高舰载设备仪器性能的重要手段,对提高我国舰载设备技术水平具有重要意义。在查阅国内外有关技术文献的基础上,本文简述了国内外六自由度运动平台的研究现状及应用领域,并针对六自由度运动平台的研究现状,对平台系统的运动学、动力学、误差理论、结构优化技术及控制策略等进行了理论分析和研究,给出了位置正解、位置逆解的理论计算方法,建立了平台静力学和动力学方程及平台位置误差计算的数学模型,并对六自由度运动系统的负载交联耦合机理作了初步研究,为设计结构合理、性能优越的运动平台提供了理论基础。根据运动模拟器对其运动性能的要求,结合舰船运动模拟器研制的技术条件,我们设计研制了基于六自由度运动平台结构的舰船运动模拟器,并重点对运动模拟器的结构系统、液压系统和计算机系统进行了设计和研制,并对平台的运动性能和位置误差进行了试验仿真。最后对运动平台目前所能达到的技术性能指标作了归纳总结,结果表明本文所进行的理论分析和研究成果是正确的,研制的舰船运动模拟器六自由度运动系统试验设备结构合理,可满足设计要求,理论研究和设备研制取得了预期的效果。

关键词：运动模拟器六自由度运动系统并联机构学液压伺服系统

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