基于六维加速度传感器的六维冗余振动台技术研究

摘要

振动台系统是振动工程研究工作中的重要试验设备之一。同串连机构振动台相比，并联结构的振动台具有刚度大、对称性好、速度高、机构紧凑、动力学性能好等优点。本文针对具有3-2-1结构的冗余驱动并联机构，进行了控制系统的规划，并对此机构的运动学、动态仿真、动平台的加速度传感器设计、检测方案以及基于六维加速度传感器的全闭环控制系统进行了比较全面的研究，具体内容如下： 1.六维并联冗余振动台的机构分析，对振动台机构的布局和位姿进行描述，对机构进行了运动学分析和位置，速度，加速度的反解的求解，建立各杆和动平台?的运动学方程。 2.对振动台进行实际尺寸的三维数字化建模，进行了动态仿真虚拟实验，最后进行了振动台的模态分析。 3.基于Stewart机构，设计了一种新型的一体式六维加速度传感器，进行了加速度传感器质量块的构型设计，模态分析，最大量程分析和测量误差分析，进行了应力应变研究。详述了振动台动平台六维加速度检测方案及各个驱动支链的加速度求解方案。 4.为六维冗余振动台选取了驱动方式和驱动电机的种类，进行了控制系统的硬件结构设计，建立交流伺服驱动系统的速度控制模型半闭环控制模型。建立了有加速度闭环反馈的六维振动台单通道机电联合系统控制模型，分析了闭环系统的稳定性，并进行了加速度反馈增益等参数的界定工作。