六自由度运动平台实时控制的正／反解算法.pdf

维普资讯 《机床与液压》2003．NO．3 ·133 · 六 自由度运动平台实时控制的正 ／反解算法* 张尚盈 ，赵 慧，韩俊伟 ． (哈尔滨工业大学，150001) 摘要：本文详细研究了六 自由度运动平台的正解和反解，提出的正解算法具有算法简单 、解算效率高和易于编程实现等优 点 ，可应用于六 自由度运动平台的实时控制中。本算法已经在MATLAB的Simulink中利用xPCTarget技术和模块编程的思想得到 实现。最后 ，文中通过一实例说明了该算法的高效性。 关键词 ：六 自由度运动平台；正解 ；反解；实时控制；xPCTarget技术 DirectandReverseAlgorithmsforReal——TimeControlof6——DOFPlaftorm ZHANGShang-)ring，ZHAOHui，HANJun-wei (HarbinInstituteofTechnology，150001，China) Abstract：Theforwardsolutionandthereversesolutionof6一DOFplatformalestudiedindetail．Th eofwrardsolutionalgorhithm proposedin thepaperissimple，efficientandeasilyprogrammable，andcallbeappliedinrealcontrolof6一DOFplaftomr ．Thealgorhithm hasbeenrealizedin SimulinkofMATLAB usingxPCTargettechniqueandmoduleprogrammingconceptnadisprovedefficient． Keywords：6——DOFPlaftomr ；Fowrardsolution；Reversoslution；Real——timecontrol；xPCTargettechniuqe 0 概述 可用于实时控制 的高效正解算法 ，一直是一项极具挑 自从 1965年 D．Stewart提 出了六 自由度 Stewart 战性的工作。PingJi和 Hongtaowu针对上 、下平台为 Platform模型以来，因其结构简单、高刚度、高精度 相似六边形的六 自由度运动平台结构uJ，研究了闭式 和高重载能力等优点，六 自由度运动平台已成为对 正解算法；但为了避免这种平台结构的奇异点，平台 飞机、舰船、宇航和车载设备进行动态可靠性研究 的运动空间受到了限制。IlianA．Bonev和JehaRyu提 的重要模拟试验装置；同时也是飞行员、船员及车 出的正解算法l2J需要额外的三个位移传感器，增加了 辆驾驶员进行飞行模拟训练、舰船航行模拟训练和 系统的复杂性 。文l3儿J中的正解算法，也因算法繁琐、 车辆驾驶模拟训练的有力手段 。因此，对六 自由度 难于编程实现和解算效率不高而难用于实时控制中。 运动平台进行细致深入的研究具有重要的理论价值 为此，本文提出了一种适合于实时控制的正反解算法。 和深远的实际意义。 文中首先定义了一类常见的六 自由度运动平台结 由哈尔滨工业大学电液伺服仿真及实验系统研 构，给出了正反解算法和用 Matlab／Simulink实现的方 究所研制的六自由度实验运动平台，如图1所示。 法，最后用具体的例子和数据来验证该算法的高效性。 从而得出该算法可用于六 自由度运动平