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六自由度平臺電動伺服控制系統簡介

 
 
六自由度運動平臺的工作原理如圖 5-1所示。運動平臺本體為一臺六自由度并聯機構,該并聯機構的六個支腿為六個電動缸。六自由度高速搖擺臺在控制系統檢測和控制下運行。控制系統為分層控制結構,監控單元負責人機界面交互,接受用戶操作指令。并將控制信號下達給實時控制計算機。
 
六自由度平臺控制系統采用全數字伺服控制系統,監控計算機通過千兆網絡通訊傳遞給控制計算機平臺姿態參數,控制計算機處理后的電動缸位置量,通過 CAN 總線傳遞給驅動器,整個數據傳遞均采用數字量。全數字伺服控制系統可以有效的提高控制系統的抗干擾能力及平臺控制精度。
六自由度平臺電動伺服控制系統簡介
圖 5-1 六自由度平臺伺服系統控制基本原理

六自由度平臺系統在控制系統檢測和控制下運行。其控制流程圖如下圖 5-2所示,

1、主控制回路:監控計算機通過網絡通訊,把期望運動位姿和控制命令傳輸給實時控制計算機,實時控制計算機通過位姿轉換和解算,計算出六個電動缸的運動參數(電動缸位移量),并通過 CAN通訊把相應的位移量傳遞給相應的伺服驅動器,伺服驅動器控制電機的轉動,進而控制電動缸的長度;同時控制計算機通過 CAN 通訊,得到電機的實際位置通過轉換和解算后,將平臺姿態發送給監控計算機。

2、反饋回路:編碼器實時反饋電動缸位移信號,實現六臺伺服電機位置閉環控制,使六個電動缸達到所要求的位移量,那么平臺也就達到所期望的運動姿態。

3、監測回路:為了保證平臺安全可靠的運行,六自由度平臺實時控制計算機,通過運動控制器實時讀取平臺極限位置信號,故障安全報警信號,并實時處理,同時實時計算機把平臺位姿和運行狀態,返回給監控計算機人機界面,供使用者監控。
 
六自由度平臺電動伺服控制系統簡介
圖 5-2 六自由度控制系統原理框圖

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