一种两自由度运动平台控制系统的制作方法

本发明涉及一种两自由度运动平台控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

两自由度运动平台在运动模拟、质心测试等领域应用比较广泛，要求平台在水平面内具有绕两个坐标轴的转动自由度。目前国内已有的一些运动平台承载能力小，自动化程度不高，精度低。

技术实现要素：

本发明提出了一种两自由度运动平台控制系统，平台采用三点支撑，利用两个阀控液压缸作为驱动部件，以提高定位精度和承载能力。在测控系统中采用多级控制，上下位机利用以太网进行通讯。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统的测控系统采用多级控制方式，上级计算机与下级计算机之间通过以太网进行通讯。

所述控制系统的驱动系统采用非对称间控制非对称液压缸，利用动压反债校正的方法提高系统阻尼比，从而改善系统的非线性特性。

所述液压伺服驱动系统中采用了非对称液压缸，选用了与非对称液压缸面积梯度比相匹配的非对称阀，防止活塞杆在换向时产生压力跃变对系统造成冲击。

本发明的有益效果是：该控制系统中，平台采用三点支撑，在测控系统中采用多级控制，上、下位机利用以太网通讯。由两个液压缸驱动，采用液压伺服驱动方式并引入动压反馈校正，克服了现有的一些两自由度平台采用液压传动加入工手动控制方式所存在的精度低、可靠性差和效率低等缺点。

附图说明

图1是本发明的运动系统及机构简化图。

图2是本发明的平台工作原理。

图3是本发明的任务管理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，两自由度运动平台结构由固定底座、运动平台和阀控液压缸组成，运动平台和液压缸之间，以及液压缸与底座之间采用球铰连接，平台和底座支撑之间采用十字铰连接。由于上述各铰的约束，系统的自由度数为2，具有绕x轴和y轴两个转动自由度，由于平台采用三点支撑，在用于质心测试时，可以大大提高测量精度。

如图2，首先任务管理计算机接受用户输入的姿态运动指令，调用平台的运动学反解模块生成期望的液压缸位移信号，输入到实时控制计算机，实时控制计算机将上述期望的液压缸位移信号转换成期望的电压信号再与实际传感器采集的液压缸位移信号相比较形成偏差后输人到控制器，由控制器解算出控制量对阀控液压缸系统进行控制。

如图3，任务管理计算机和实时控制计算机之间通过以太网进行通讯，任务管理计算机的任务包括通过以太网监测运动系统的工作状态和运动参数；通过rs-485通讯接口监测液压源的工作状态；对上述信息进行显示和处理，同时接受操作人员的控制指令；将控制指令通过以太网和rs-485串行通讯接口发送到运动控制系统和液压源控制系统，控制试验系统完成需要试验程序；检查操作人员设置模式是否为允许的工作模式;对系统的运行状态参数进行逻辑判断，在出现异常情况时向运动控制系统和液压源控制系统发出相应的报警指令。

实时控制计算机的任务包括运动系统逻辑管理；系统状态参数监测；系统故障诊断和安全保护；平台运动参数的信号采集和驱动。任务管理单元通过rs485串行通讯总线实现对液压源远程操作，完成液压源系统的逻辑控制和保护。

由于受空间限制，液压伺服驱动系统中采用了非对称液压缸，为了防止活塞杆在换向时产生压力跃变对系统造成冲击，所以选用了与非对称液压缸面积梯度比相匹配的非对称阀。

动压反馈是液压伺服系统中一种常用且有效的校正方法，动压反馈的实质是将液压缸两腔压差信号经过微分校正装置反馈到伺服阀输入端构成压力微分反馈，它可以提高系统的阻尼比并能改善系统的非线性特性。

技术特征：

技术总结
一种两自由度运动平台控制系统，平台采用三点支撑，利用两个阀控液压缸作为驱动部件，以提高定位精度和承载能力。在测控系统中采用多级控制，上下位机利用以太网进行通讯。该控制系统由两个液压缸驱动，采用液压伺服驱动方式并引入动压反馈校正，克服了现有的一些两自由度平台采用液压传动加入工手动控制方式所存在的精度低、可靠性差和效率低等缺点。

技术研发人员：马驰
受保护的技术使用者：马驰
技术研发日：2016.11.22
技术公布日：2018.05.29