三自由度海浪模拟器运动分析和控制系统设计

摘要

cqvip:针对船舶及船用设备在研发过程中的陆上海浪模拟问题,对一种采用3自由度并联机构的3自由度波浪模拟器的机械结构设计,工作空间分析及运动控制系统进行了研究。推导了3-RPS并联机构基于欧拉角的逆运动学分析,在Matlab中运用边界搜索法计算了海浪模拟器的工作空间;使用SolidWorks建立了海浪模拟器的三维模型并进行了运动学和动力学的仿真,加工零件并装配完成了海浪模拟器的机械结构本体,采用固高科技的嵌入式运动控制器作为控制核心设计了完整的控制系统;开展船舶受海浪影响下的运动模型分析,取得特定海浪环境下的船舶运动样本,使用该样本在海浪模拟器进行了试验。研究结果表明:模拟器具有完整的海浪模拟功能,能实现自动曲线跟随、手动控制等多项功能。