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运动平台综合控制算法
发布时间:2020-05-14 16:36
 

11.5.1 背景说明

公司目前在加强产品的外观设计能力,正在做一些展会上具有创新和亮点的产品。这种情况下,我们通过技术领先的方式来推广产品。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:

11.5.2 路径规划及控制算法

l 正弦波、三角波等曲线单轴演示;
l 圆周、扇形、螺旋、球面运动等曲面运动演示;(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 通过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。依托Linux CNC代码
l 运动规划。位姿(外环)、速度(中环)、加速度(内环)、Jerk
l 参考微分运动学、动力学(力和力矩转换成平台的加速度)的相关算法资料
l 自抗扰ARDC控制算法和分数阶算法
l 提供各种极限位姿干涉校验与奇异性校验数据

11.5.3 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、地震谱等模拟时,除了进行必要的6个自由度姿态仿真以外,还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。

11.5.4 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地震横波和纵波的模拟。

11.5.5 自平衡和大角度倾斜

当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。
 

11.5.6 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. 提供以上功能的相关SDK代码和资料

 

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