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TecPlat六自由度运动平台综合控制系统算法
发布时间:2020-05-12 14:34

  1 背景说明

  在加强CoolPlat产品的外观设计能力的同时,也在做一些展会上具有创新和亮点的产品。这种情况下,通过技术领先的方式来推广。因此我们推出一款由两个六自由度平台上下叠加起来的产品,可以实现以下几个功能:

  2 技术指标、控制算法及路径规划

  l PrePlat平台位移静态定位精度不超过0.01mm

  l PrePlat平台角位移静态定位精度超过10’’

  l SwayPlat平台各个自由度最低带宽(±3dB)不小于2Hz

  l SwayPlat平台系统工作频率范围0-15Hz可调

  l SwayPlat平台摇摆波形正弦波失真度≤0.5%

  l SwayPlat平台摇摆随机波时间历程复现精度≤3%

  l SwayPlat平台中的ACE6 DoF各自由度耦合度不超过1%

  l 正弦波、三角波等RuleLab曲线单轴演示

  l 圆周、扇形、螺旋、球面运动等曲面运动演示;(RuleLab路径规划,T型算法,S型算法,数值积分,DDA双轴插补,多轴联动,多轴插补)

  l 具有Stewart正解和反解算法。通过LocLab运动学姿态反解算法将输入的姿态指令转换成相应的动作。并通过姿态正解来验证计算结果

  l 位姿(外环)、速度(中环)、加速度(内环)、Jerk运动规划

  l 自抗扰ARDC控制算法和分数阶算法

  l 提供LocLab各种极限位姿干涉校验与奇异性校验数据

  l 微分运动学、PowerLab动力学(力和力矩转换成平台的加速度)的相关算法资料。L. C.代码

  3 对加速度的准确模拟和数据洗入洗出算法

  当平台用于赛车游戏、飞行游戏、车辆路谱、海浪谱、地震谱MathLab等模拟时,除了进行必要的6个自由度的LocLab姿态仿真以外,还通过PowerLab对加速度进行准确的模拟。

  赛车或者飞行游戏中需要一些长时间持续的加速感或者推背感时,这时平台通过WashLab对输入数据进行洗出处理,来获得持续的加速度。

  注:这个功能可通过单平台展示。

  4 横波和纵波

  通过下平台左右横移和上平台上下移动来实现MathLab地震横波和纵波的模拟。

  5 自平衡和大角度倾斜

  当TecPlat下平台模拟船舶或车辆等物体运动时,要求上平台的上平面要保持水平。由于上、下平台之间为刚性连接,因此可以在上平台的上平面(A面)或者下平面(B/C面)安装姿态陀螺仪(某些算法需要的情况下,可以上下平面同时安装)。

  借鉴AlgoLab坦克火炮控制系统或者云台稳定系统,使用位置前馈、提前预判分析等算法,实现尽可能的平衡和稳定。

  大角度倾斜是两个平台相同姿态的叠加(其和自平衡相反,自平衡是上下平台两个姿态相互抵消),实现更大的角度或者位移。

  6 软件硬件设计

  1. 使用带EtherCAT总线的进口品牌伺服,台达、松下、菲仕、三洋等都支持;

  2. 使用TecBox倍福主站,AM335,XC7Z020以及相应的运动控制模块等;

  3. 带有显示操控和配置终端(可以是Windows系统触控一体机或者安卓平板电脑)

  4. 提供以上功能的ThinkLab上位机相关SDK软件和资料

  7 游戏和配置界面功能

  通过CaliLab配置界面,可以修改LocLab位姿幅度、电缸速度和PowerLab加速度等系数(不同的游戏采用不同的配置参数,就是使用二维的参数表)。在主站和平板上都能运行,通过路由器将TecBox主站和平板连接起来。因为不同的体验者对游戏的体感WashLab要求不一样,我们就可以在客户开赛车(飞机)的过程中按照体验者的意思就实时地修改了。

  另外,配置界面可以将RuleLab姿态正弦运动配置或者MathLab JNBD/HEB路谱的功能包含进去。参考界面如下:

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