专利汇可以提供一种六自由度运动平台电液伺服系统的低频干扰补偿方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种六 自由度 运动平台电液伺服系统的低频干扰补偿方法,包括以下步骤:输入上平台六自由度 位姿 信号 :利用 活塞 杆位移信号求取上平台的位姿反馈信号;利用位姿信号Q0减去位姿反馈信号Q,将二者之差作为比例积分 控制器 的 输入信号 ;计算干扰 力 Fd;将干扰力计算模 块 的 输出信号 Fd作为补偿信号计算模块的输入信号,补偿信号计算模块计算补偿信号xd;加法器将比例积分控制器的输出信号xv与补偿信号计算模块的输出信号xd相加,将二者之和作为伺服 阀 的驱动信号,由 伺服阀 控制 液压缸 运动,进而驱动上平台实现六自由度运动。采用本发明提供的方法后,x自由度 位置 闭环传递函数幅频特性在6~7Hz频段的 波动 幅度降低到3dB以内,明显提高了系统的控制 精度 。,下面是一种六自由度运动平台电液伺服系统的低频干扰补偿方法专利的具体信息内容。
1.一种六自由度运动平台电液伺服系统的低频干扰补偿方法,所述的六自由度运动平台,包括三个水平向液压缸、三个垂直向液压缸、上平台(7)和下平台(8);所述的三个水平向液压缸分别为1号液压缸(1)、2号液压缸(2)和3号液压缸(3);所述的三个垂直向液压缸分别为4号液压缸(4)、5号液压缸(5)和6号液压缸(6);所述的1号液压缸(1)、2号液压缸(2)和3号液压缸(3)分别通过1号液压缸支座(9)、2号液压缸支座(10)和3号液压缸支座(11)固定在下平台(8)上;所述的1号液压缸(1)、2号液压缸(2)和3号液压缸(3)外端分别通过虎克铰与1号液压缸支座(9)、2号液压缸支座(10)和3号液压缸支座(11)连接,内端分别通过虎克铰与上平台(7)连接;所述的4号液压缸(4)、5号液压缸(5)和6号液压缸(6)的下端分别通过虎克铰与下平台(8)连接,上端分别通过虎克铰与上平台(7)连接;
其特征在于:所述的六自由度运动平台电液伺服系统包括减法器(12)、比例积分控制器(13)、加法器(14)、六个阀控缸系统、位姿反馈信号计算模块(15)、干扰力计算模块(16)和干扰补偿信号计算模块(17);
所述的低频干扰补偿方法包括以下步骤:
A、以上平台(7)质心为原点建立空间直角坐标系,输入上平台(7)六自由度位姿信号:
Q0=[qx0 qy0 qz0 qRx0 qRy0 qRz0]
其中,qRx0为横摇角;qRy0为纵摇角;qRz0为偏航角;qx0为沿Ox平移量;qy0为沿Oy平移量;
qz0为沿Oz平移量;
B、采集六个液压缸活塞杆位移信号L,作为位姿反馈信号计算模块(15)的输入信号;位姿反馈信号计算模块(15)利用活塞杆位移信号求取上平台(7)的位姿反馈信号,算式为:
Q=J0-1·L
其中,L为活塞杆位移信号,为6×1向量;Q为位姿反馈信号,为6×1向量;J0为雅克比矩阵,由于上平台(7)运动位移较小,J0按上式表示;d1为4号液压缸(4)上铰点距x轴的水平距离;d2为6号液压缸(6)上铰点距y轴的水平距离;d3为5号液压缸(5)上铰点距y轴的水平距离;d4为3号液压缸(3)上铰点距y轴的水平距离;
C、减法器(12)利用位姿信号Q0减去位姿反馈信号计算模块(15)的输出信号Q,将二者之差作为比例积分控制器(13)的输入信号;
D、采集六个液压缸活塞杆加速度信号 和六个液压缸两腔的压差信号PL,作为干扰力计算模块(16)的输入信号;干扰力计算模块(16)计算干扰力Fd,算式为:
其中,干扰力Fd为6×1向量;PL为液压缸两腔压差信号,为6×1向量;Sa为液压缸活塞与活塞杆之间的环形有效面积;为活塞杆加速度信号,为6×1向量;m为上平台(7)质量;ix是上平台(7)关于x轴的转动惯量;iy是上平台(7)关于y轴的转动惯量;iz是上平台(7)关于z轴的转动惯量;
E、将干扰力计算模块(16)的输出信号Fd作为干扰补偿信号计算模块的输入信号,干扰补偿信号计算模块计算补偿信号xd,算式为:
其中,补偿信号xd为6×1向量;Kc为伺服阀流量压力系数;Ctc为液压缸总泄漏系数;Vt为液压缸两腔的总容积;s为拉普拉斯变换中的复变量;βe为油液等效体积弹性模量;Kq为伺服阀流量增益;f为转折频率;
F、加法器(14)将比例积分控制器(13)的输出信号xv与干扰补偿信号计算模块的输出信号xd相加,将二者之和作为伺服阀的驱动信号,由伺服阀控制液压缸运动,进而驱动上平台(7)实现六自由度运动。
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