從控制的角度來看,六自由度運動平臺控制系統(tǒng)是一個電動伺服控制系統(tǒng),為了設(shè)計總體控制系統(tǒng),首先要明確系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和工作原理,分析系統(tǒng)應(yīng)包含的功能模塊。
然后,根據(jù)其功能需求,設(shè)計整個系統(tǒng)所需的硬件模塊,并繪制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。而后分別對硬件部分和軟件部分進行了設(shè)計和規(guī)劃,從而完成了六自由度運動平臺控制系統(tǒng)的總體功能設(shè)計。在實際控制過程中,主控單元需要頻繁執(zhí)行正反解、軌跡規(guī)劃等計算任務(wù),這些任務(wù)的計算量比較大。此外,一個完整的控制系統(tǒng)還應(yīng)該包括人機交互、實時數(shù)據(jù)存儲等功能。
以下是六自由度運動平臺的一些常用功能:
(1)位置控制:采用的控制方法主要是位置控制。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令時,平臺的六個電動缸可以根據(jù)指令在系統(tǒng)限定的范圍內(nèi)進行伸縮運動,
從而使運動平臺實現(xiàn)空間六自由度的目標(biāo)運動。
(2)限位系統(tǒng):當(dāng)六自由度運動平臺的某個電動缸超出其運動范圍時,限位系統(tǒng)必須檢測到這一問題,并立即將限位信號反饋給上位控制系統(tǒng),系統(tǒng)會觸發(fā)警報并執(zhí)行相應(yīng)的保護措施。
(3)伺服警報:當(dāng)六自由度運動平臺出現(xiàn)過載警報、電池警報、編碼器通訊警報、振動檢測警報、散熱系統(tǒng)過熱警報等問題時,系統(tǒng)會立即發(fā)出伺服警報,通過關(guān)閉伺服或禁止輸入命令脈沖的方式關(guān)閉伺服電機,及時保護運動平臺。
(4)人機界面:控制系統(tǒng)需要提供用戶使用的界面,操作簡單,易于控制。界面應(yīng)包括:控制方案選擇、參數(shù)初始化、基本指令輸入輸出等。平臺的位置姿態(tài)和電動缸的伸縮量、速度等反饋參數(shù),以及其運動曲線的同步顯示;控制伺服系統(tǒng)的當(dāng)前運行狀態(tài)等。
(5)急停裝置:當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出嚴(yán)重故障報警時,如果控制按鈕不能及時停止平臺的運動,急停裝置可以直接切斷整個系統(tǒng)的電源,使平臺立即停止運動,從而避免碰撞、損壞運動平臺等嚴(yán)重事故的發(fā)生。
(6)尋零定位:人機界面上需要一個控制按鈕,可以自動將平臺返回零位或定位在有限空間內(nèi)的任意位置。
(7)自動檢測:系統(tǒng)通電后,立即開始檢測伺服控制系統(tǒng)各組成模塊運行是否正常,并將檢測結(jié)果及時上報給上位機。
以上是常見的六自由度平臺功能設(shè)計,但六自由度平臺基本都是定制產(chǎn)品,我司會根據(jù)客戶的要求定制一些具體的功能設(shè)計。
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