六自由度运动平台PID控制系统仿真研究

“六自由度”资料汇整目录一、六自由度机器人结构设计、运动学分析及仿真二、基于Stewart结构的六自由度并联稳定平台技术研究三、模拟器中车辆动力学与六自由度平台联合仿真技术研究四、六自由度破碎机运动特性分析及控制研究五、六自由度并联机器人工作空间分析六、基于液压六自由度平台的空间对接半物理仿真系统研究六自由度机器人结构设计、运动学分析及仿真随着科技的不断发展，机器人已经广泛应用于工业、医疗、军事等领域。

其中，六自由度机器人作为最具灵活性的机器人之一，备受研究者的。

本文将围绕六自由度机器人结构设计、运动学分析及仿真展开讨论，旨在深入探讨六自由度机器人的性能和特点。

关键词：六自由度机器人、结构设计、运动学分析、仿真六自由度机器人具有六个独立的运动自由度，可以在空间中实现精确的位置和姿态控制。

因其具有高灵活性、高精度和高效率等优点，六自由度机器人在自动化生产线、航空航天、医疗等领域具有广泛的应用前景。

目前，国内外研究者已对六自由度机器人的设计、制造、控制等方面进行了深入研究，并取得了一系列重要成果。

六自由度机器人的结构设计主要包括关节结构设计、连杆结构设计及控制模块设计。

关节结构是机器人的重要组成部分，用于实现机器人的转动和移动。

连杆结构通过关节连接，构成机器人的整体构型，实现机器人的各种动作。

控制模块用于实现机器人的任意角度运动，包括运动学控制和动力学控制等。

在结构设计过程中，应考虑关节的负载能力、运动速度和精度等因素，同时需注重连杆结构的设计，以实现机器人的整体协调性和稳定性。

控制模块的设计也是关键之一，需结合运动学和动力学理论，实现机器人的精确控制。

运动学是研究物体运动规律的一门学科，对于六自由度机器人的运动学分析主要包括正向运动学和逆向运动学。

正向运动学是根据已知的关节角度求解机器人末端执行器的位置和姿态，而逆向运动学则是根据末端执行器的位置和姿态求解关节角度。

对六自由度机器人进行运动学仿真，有助于深入了解机器人的运动性能。

7310.16638/ki.1671-7988.2021.08.024基于六自由度平台的电动助力转向系统（EPS ）试验仿真分析*郑晓东1，朱留存1,2,3*（1.北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，广西 钦州 535011；2.北部湾大学先端科学技术研究院，广西 钦州 535011；3.扬州大学信息工程学院，江苏 扬州 225127）摘 要：通过对电动助力转向系统（EPS ）的原理分析，给出了一种六自由度的电动助力转向系统（EPS ）试验仿真平台，并利用Matlab/Simulink 构建了电动助力转向系统（EPS ）试验仿真平台的仿真模型，用以对于电动助力转向系统在各种实验条件、各种工况下的试验仿真分析，从而得到其在各种情况下所需的助力电流和助力转矩，用于对电动助力转向系统的设计和开发。

关键词：六自由度；电动助力转向系统（EPS ）；电动助力转向系统试验仿真平台；助力转矩；助力电流 中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)08-73-04Simulation Analysis of Electric Power Steering System (EPS) Test Basedon Six Degrees of Freedom PlatformZheng Xiaodong 1, Zhu Liucun 1,2,3*（1.School of Naval Architecture & Ocean Engineering, Beibu Gulf University, Guangxi Qinzhou 535011; 2.Advanced Science and Technology Research Institute, Beibu Gulf University, Guangxi Qinzhou 535011;3.College of Information Engineering, Yangzhou University, Jiangsu Yangzhou 225127）Abstract: Based on the principle analysis of the electric power steering system (EPS), a six-degree-of-freedom electric power steering system (EPS) test simulation platform is given, and use Matlab/Simulink to build a simulation model of the electric power steering system (EPS) test simulation platform, for the simulation analysis of the electric power steering system under various experimental conditions and working conditions, so as to get the boost current and boost torque needed in various situations, for the design and development of electric power steering systems.Keywords: Six degrees of freedom; Electric power steering(EPS); Electric power steering system test simulation platform; Boost torque; Boost currentCLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-73-04前言电动助力转向系统的助力特性曲线都是通过对不同车型不同工况的实验数据进行拟合的方法来确定[1]，这样获取试验数据的周期长，研发成本高，需要复杂的数学计算且精度不高，同时在复杂的车况下实验员安全隐患增大。

1概述YYPT原理样机用原库房留存的345厂的直流电机作为动力源，直流驱动器及工控机作为控制系统元件，采用VB软件进行控制软件的编制，因设计及器件选型的原因，导致YYPT原理样机，在速度、精度、运动规律上等几个技术指标无法满足原规定的指标要求，现在此基础上进行优化方案的设计。

2 原理样机技术状态2.1 原理样机方案2.1.1 组成原理样机采用工控机作为系统的控制单元，工控机内配有研华PCI1716和PCI1723作为A/D和D/A模拟量卡，驱动器采用AMC公司的型号为12A8的伺服驱动器，并配有直流可调电源其输出电流可达到150A，采用KH08XX（3）电动缸作为运动平台的六条支腿，电动缸上安装有电阻尺作为位置反馈器件，上平台与电动缸连接采用球笼联轴器，下平台与电动缸连接采用虎克铰链方式。

具体产品组成表见表2.1。

2.1.2 结构方案六自由度运动平台是由六条电动缸通过虎克铰链和球笼万向节联轴器将上、下两个平台连接而成，下平台固定在基础上，借助六条电动缸的伸缩运动，完成上平台在三维空间六个自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的运动，从而可以模拟出各种空间运动姿态。

图1 六自由度平台外形图a ）球笼联轴器（如图2所示）采用球笼铰链与上平面连接。

球笼铰链结构简单、体积小、运转灵活、易于维护。

初选球笼铰链型号BJB （JB/T6139-1992），公称转矩Tn=2000N/m ，工作角度40度，外径D=68mm ，轴孔选用圆柱孔d=24mm ，总长度L1=148mm ，转动惯量为0.00008kg.m ²，重量5kg 。

球笼联轴器电动缸虎克铰链上动平台下静平台图2 球笼联轴器b）虎克铰链（如图3所示）采用虎克铰链与下平面连接。

万向节铰链传动效率高，允许两轴间的角位移大，适用于有大角位移的两轴之间的连接，一般两轴的轴间角最大可达35º~45º，噪音小，对润滑要求不高，传递转矩大，而且使用可靠，因此获得广泛的应用。

Stewart类六自由度并联机构的研制的开题报告一、研究背景自由度并联机构是一类高精度、高速度和高稳定性的机构，适用于机械加工、测量与仪器等领域。

在现代工业生产中，自由度并联机构的研究与应用已经成为热点话题。

Stewart类六自由度并联机构是其中应用最广泛的一种，并且在航天、汽车及医疗行业等领域得到广泛运用。

近年来，受到对高精度、高速度机器人的需求的驱动，Stewart类六自由度并联机构的研究已经成为热门的研究领域。

二、研究意义Stewart类六自由度并联机构具有高精度、高速度、高灵活性等优点，是一种有广泛应用前景和研究价值的机构。

其中，其具有高精度的运动控制特性，可以保证机构在工作过程中的精度和稳定性，使得机器人可以在复杂的环境下完成各种任务。

三、研究内容本课题将研制一种Stewart类六自由度并联机构，该机构主要由固定底座、工作台、六条连杆和六个立式球铰组成。

其中，六个立式球铰连接底座和连杆，六个立式球铰连接工作台和连杆。

在机构控制系统方面，将采用PID控制算法，通过实时监测机构的运动状态，实现对机构动作的高精度控制。

四、研究方法(1)机构建模：采用Matlab/Simulink等数学仿真工具，对机构运动学模型和动力学模型进行建模，分析机构的运动特性和工作特性。

(2)机构设计：依据机构的运动学和动力学分析结果，设计机构各部件的结构和参数，通过多种设计方案的对比优化，确定机构的最终结构和参数。

(3)机构控制：采用PID控制算法进行控制器设计，实现对机构的高精度控制。

(4)实验验证：利用实验平台进行仿真实验和实际测试，对机构的性能进行验证。

五、预期成果(1)完成Stewart类六自由度并联机构的研制和系统集成。

(2)实现机构的高精度控制和运动性能的优化。

(3)完成机构的仿真实验和实际测试，并取得一定的成果和效果。

六、研究计划(1)第一阶段（2个月）：进行Stewart类六自由度并联机构的结构设计和建模，确定机构的参数和设计方案。

六自由度运动平台设计方案1概述YYPT原理样机用原库房留存的345厂的直流电机作为动力源，直流驱动器及工控机作为控制系统元件，采用VB软件进行控制软件的编制，因设计及器件选型的原因，导致YYPT原理样机，在速度、精度、运动规律上等几个技术指标无法满足原规定的指标要求，现在此基础上进行优化方案的设计。

2原理样机技术状态2.1原理样机方案2.1.1组成原理样机采用工控机作为系统的控制单元，工控机内配有研华PCI1716和PCI1723作为A/D和D/A模拟量卡，驱动器采用AMC公司的型号为12A8的伺服驱动器，并配有直流可调电源其输出电流可达到150A，采用KH08XX（3）电动缸作为运动平台的六条支腿，电动缸上安装有电阻尺作为位置反馈器件，上平台与电动缸连接采用球笼联轴器，下平台与电动缸连接采用虎克铰链方式。

具体产品组成表见表2.1。

2.1.2结构方案六自由度运动平台是由六条电动缸通过虎克铰链和球笼万向节联轴器将上、下两个平台连接而成，下平台固定在基础上，借助六条电动缸的伸缩运动，完成上平台在三维空间六个自由度（X，丫，Z，a，B, 丫）的运动，从而可以模拟出各种空间运动姿态。

图1六自由度平台外形图a）球笼联轴器（如图2所示）采用球笼铰链与上平面连接。

球笼铰链结构简单、体积小、运转灵活、易于维护。

初选球笼铰链型号BJB （JB/T6139-1992）,公称转矩Tn=2000N/m，工作角度40度，外径D=68mm,轴孔选用圆柱孔d=24mm,总长度L1=148mm ,转动惯量为0.00008kg.m2，重量5kg。

图2球笼联轴器b）虎克铰链（如图3所示）采用虎克铰链与下平面连接。

万向节铰链传动效率高，允许两轴间的角位移大，适用于有大角位移的两轴之间的连接，一般两轴的轴间角最大可达35o~45o,噪音小，对润滑要求不高，传递转矩大，而且使用可靠，因此获得广泛的应用。

图3虎克铰链F固定板的连接（如图4所示）F 固定板与电动缸用法兰连接初选深沟球轴承型号61808 (GB/T276-1994),额定载荷 Cr=5.1kN ，外径D=52mm ，轴承孔选用 d=40mm ，宽 B=7mm ，重量 0.26kg 。

摘要汽车驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人—车—环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。

近年来，由于具有安全性高、再现性好、可开发性强、成本低等显著特点，研究开发驾驶模拟器已经成为国内外一个重要发展方向。

本文在查阅国内外大量资料的基础上，结合老师的研究课题主要对六自由度汽车驾驶模拟器液压系统部分进行设计。

六自由度汽车运动模拟器采用液压伺服阀控制液压缸来驱动模拟平台的运动，以实现汽车驾驶模拟器运动姿态模拟。

本文主要进行机械机构的设计、液压伺服系统设计、液压泵站设计和液压缸的设计等。

通过模拟器的机构设计和驱动液压伺服系统设计，结合电气系统能够实现汽车在不同运行状态的模拟，当驾驶员坐在驾驶舱系统的座椅上进行模拟驾驶时，完全能够感受到实际汽车驾驶的各种体感，为实车训练驾驶提供了可替代的模拟平台；本设计也为今后的进一步研究及其在娱乐模拟器、动感电影等产业的实际推广和应用方面奠定了基础。

关键词：汽车驾驶模拟器六自由度运动平台液压伺服系统运动姿态控制AbstractThe Automobile-driving i an important tool which used for the development of auto mobile product and the study of the transportation characteristics of “man-car-environment”or the driver training .In recent years, the study of the automobile-driving simulator used for development has become an important development direction in the world because of the notable characteristics of high safety, well reappearance of scene, easy to develop and low cost.This article is based on searching the large quantity of information about at home and abroad, and combines with the tea cher’s research task which mainly designs the part of 6-dof driving Simulator of hydraulic system .The 6-dof motion simulator adopts valves of hydraulic servo to control actuator to drive the movement of driving simulation platform, and to achieve the movement posture simulation of the automobile driving simulator. This article is mainly about the designing of machine, the system of hydraulic servo, hydraulic pump station, and actuator and so on.According to the designing of agencies of simulator and hydraulic servo system, it can combines the electrical system which can bring out the imitation of cars in different movement conditions, when the driver simulating drive on the seat of cockpit system, you can feel the feeling of driving a true car, and it also offer the simulator platform which can be replaced for true driving training. At the same time, this designing is also establishes for the further researches and the practice extension and use.Keywords:Driving-automobile simulator, 6-dof of motion platform, the system of hydraulic servo, the control of campaign attitude目录1绪论 (1)引言 (1)国内外发展现状 (2)1.2.1国内外研究和发展概述 (2)1.2.2驾驶模拟器的应用和发展 (3)课题任务 (5)论文的主要研究内容 (5)2 运动学及力学分析 (6)六自由度运动模拟器机构位置反解 (6)2.1.1坐标系的建立 (6)2.1.2广义坐标定义 (6)2.1.3坐标变换矩阵 (7)2.1.4液压缸铰支点坐标的确定 (8)2.1.5位置反解 (10)六自由度运动模拟器机构位置正解 (11)静力学分析 (11)3 机械及液压部分设计 (12)运动模拟平台的设计 (12)3.1.1液压缸内壁D活塞杆直径d的计算 (12)3.1.2液压缸壁厚和外径的计算 (14)3.1.3缸盖壁厚的确定 (14)3.1.3液压缸工作行程的确定 (15)3.1.4缸体长度的确定 (15)3.1.5液压系统的计算 (15)液压泵站 (17)铰链的设计 (18)执行机构单元组成 (21)电液伺服控制单元与液压系统 (22)反馈单元 (23)4 电气部分设计 (24)电气原理及接口设计 (24)4.1.1MCS-51系列单片机的引脚及其功能 (24)4.1.2单个电液伺服液压缸位置控制电路设计 (26)4.1.3扩展电路 (26)电气原理图 (27)5 结论 (28)本文结论 (28)本文研究工作的不足 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论引言驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人－车－环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。

六⾃由度运动平台设计⽅案六⾃由度运动平台设计⽅案1概述YYPT原理样机⽤原库房留存的345⼚的直流电机作为动⼒源，直流驱动器及⼯控机作为控制系统元件，采⽤VB软件进⾏控制软件的编制，因设计及器件选型的原因，导致YYPT原理样机，在速度、精度、运动规律上等⼏个技术指标⽆法满⾜原规定的指标要求，现在此基础上进⾏优化⽅案的设计。

2 原理样机技术状态2.1 原理样机⽅案2.1.1 组成原理样机采⽤⼯控机作为系统的控制单元，⼯控机内配有研华PCI1716和PCI1723作为A/D和D/A模拟量卡，驱动器采⽤AMC 公司的型号为12A8的伺服驱动器，并配有直流可调电源其输出电流可达到150A，采⽤KH08XX（3）电动缸作为运动平台的六条⽀腿，电动缸上安装有电阻尺作为位置反馈器件，上平台与电动缸连接采⽤球笼联轴器，下平台与电动缸连接采⽤虎克铰链⽅式。

具体产品组成表见表2.1。

6 直流电源 12.1.2 结构⽅案六⾃由度运动平台是由六条电动缸通过虎克铰链和球笼万向节联轴器将上、下两个平台连接⽽成，下平台固定在基础上，借助六条电动缸的伸缩运动，完成上平台在三维空间六个⾃由度（X ，Y ，Z ，α，β，γ）的运动，从⽽可以模拟出各种空间运动姿态。

图1 六⾃由度平台外形图a ）球笼联轴器（如图2所⽰）采⽤球笼铰链与上平⾯连接。

球笼铰链结构简单、体积⼩、运转灵活、易于维护。

初选球笼铰链型号BJB （JB/T6139-1992），公称转矩Tn=2000N/m ，⼯作⾓度40度，外径D=68mm ，轴孔选⽤圆柱孔d=24mm ，总长度L1=148mm ，转动惯量为0.00008kg.m 2，重量5kg 。

球笼联轴器电动缸虎克铰链上动平台下静平台图2 球笼联轴器b）虎克铰链（如图3所⽰）采⽤虎克铰链与下平⾯连接。

万向节铰链传动效率⾼，允许两轴间的⾓位移⼤，适⽤于有⼤⾓位移的两轴之间的连接，⼀般两轴的轴间⾓最⼤可达35o~45o，噪⾳⼩，对润滑要求不⾼，传递转矩⼤，⽽且使⽤可靠，因此获得⼴泛的应⽤。

Stewart平台电液驱动机构设计摘要Stewart平台是六自由度并联机构的基础平台。

Stewart平台具有诸多优良特性，它在许多领域得到了广泛应用。

六自由度运动平台由于应用场合不同，采用不同的驱动方式。

目前，这种并联机构驱动方式主要包括电机驱动滚珠丝杠驱动方式、阀控液压缸驱动方式、气动人工肌肉驱动方式、电动液压混合执行器驱动方式、压电陶瓷驱动方式、电机驱动滑轮钢索驱动方式等。

阀控液压缸驱动方式的优点是刚度大、抗干扰能力强、功率-重量比和力矩-惯量比大、响应速度快、系统频带宽。

对该平台的驱动机构设计对于深刻理解并联机床和运动模拟器的机理具有重要的意义.本文的核心是研制一个满足实验要求Stewart平台的驱动机构，为了完成此机构的优化设计，本文主要从以下三个方面进行了理论分析。

对Stewart平台的运动学参数进行了理论分析和计算。

重点分析了动平台的位置、速度和加速度和支撑杆的相应参数之间的关系。

对Stewart平台的驱动机构进行了设计和校核,并对液压伺服系统进行了运动学仿真。

利用以上的理论分析和计算过程，本文针对设计目标的参数要求，给出了Stewart平台的驱动机构优化设计方案，并完成了平台的各个组件的设计。

关键词Stewart 平台；运动学；液压伺服系统The hydraulic drive mechanism of the Stewartplatform designAbstractThe Stewart Platform is the base of the six degree-of-freedom parallel mechanism. Stewart platform has many fine characteristics, which in many areas has been widely applied. Six degree-of-freedom campaign platform is used in different applications, so using different-driven approach. At present, the drive way of the parallel institutions contains Motor driven a ball screw-driven approach, valve controlled hydraulic cylinder-driven approach, pneumatic muscle-driven approach, hydraulic hybrid electric actuator-driven approach, piezoelectric ceramic-driven approach, Motor drive pulley cables-driven approach and so on. The advantage of Valve controlled hydraulic cylinder driven approach is high stiffness, Strong anti-interference capability, high Power - weight ratio and Torque –inertia ratio, Fast response, and wide system frequency band. It is critical to the consideration of parallel machine and motion simulation that theoretical research of the Stewart Platform is being carried.The core of the dissertation is to design a drive mechanism for Stewart Platform to meet a certain requirements. Three parts of research are being managed to approach the goal.To analysis and calculations the parameters of theoretical kinematics of the Stewart platform. Lay the emphases on the analysis of Moving platform position, speed acceleration and the relationship of corresponding parameters of the Supporting bar.Design and check the drive mechanism of the Stewart platform. And kinematics simulate for the hydraulic servo system.An optimization of Stewart platform design is put forward based on theabove four parts of work. The mechanical design of every component of the Stewart Platform is accomplished finally.Keywords Stewart Platform, kinematics, hydraulic servo system目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 选题的目的和意义 (6)1.3 仿真用模拟器的组成 (7)1.4 Stewart平台的机械结构组成 (7)1.5 Stewart平台运动系统的关键技术及研究现状 (7)1.5.1 Stewart平台系统的运动特点 (7)1.5.2 Stewart平台运动系统的机构学理论 (8)1.5.3 Stewart平台运动系统的驱动方式 (9)1.5.4 六自由度运动系统的控制策略 (9)1.6 Stewart平台的特点及应用 (10)1.6.1 性能特点 (10)1.6.2 技术特点 (10)1.6.3 检测和控制特点 (11)1.6.4 六自由度并联平台的应用 (12)1.7 论文所要研究的主要内容 (13)第2章六自由度运动平台运动学研究 (14)2.1 引言 (14)2.2 六自由度运动平台结构 (14)2.3 六自由度运动平台运动学 (15)2.3.1 旋转变换矩阵 (15)2.3.2 六自由度运动平台位置和速度反解 (17)2.3.3六自由度运动平台加速度反解 (20)2.4本章小结 (21)第3章Stewart平台的机械机构结构设计 (22)3.1 液压缸的设计 (22)3.1.1 液压缸主要尺寸的确定 (23)3.1.2 液压缸结构设计中的几个问题 (25)3.2 上、下平台虎克铰的设计 (26)3.3 上、下平台台体的设计 (29)3.4 本章小结 (30)第4章CAD和UG简介 (31)4.1参数化设计思想 (31)4.2机械设计方法的发展趋势 (31)4.3 CAD技术发展概况 (32)4.4 UG简介 (35)4.5 运动仿真 (37)4.6 运动仿真的创建 (37)4.7 运动仿真中机构的运动形式 (38)4.8 动画文件的创建 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)第1章绪论1.1课题背景Stewart平台是通过六个作动器的协调伸缩来实现平台沿x、y、z向的平移和绕x、y、z轴的旋转运动（共6个自由度），以及这些自由度的复合运动。

六自由度机械臂轨迹规划研究一、本文概述随着机器人技术的快速发展，六自由度机械臂作为其中的重要组成部分，已广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗手术等多个领域。

轨迹规划作为六自由度机械臂运动控制的核心技术，对于实现高精度、高效率的机器人操作具有重要意义。

本文旨在深入研究六自由度机械臂的轨迹规划方法，探索其在复杂环境下的运动优化策略，为六自由度机械臂的实际应用提供理论支持和技术指导。

本文将首先介绍六自由度机械臂的基本结构和运动学特性，为后续轨迹规划研究奠定基础。

在此基础上，分析现有的轨迹规划方法，如插值法、优化算法等，并探讨它们的优缺点和适用范围。

接着，本文将重点研究基于约束的轨迹规划方法，包括关节角度约束、运动时间约束、避障约束等，以提高机械臂在运动过程中的稳定性和安全性。

还将探讨基于学习的轨迹规划方法，通过训练神经网络等机器学习模型，使机械臂能够自主规划适应不同环境和任务的轨迹。

本文将通过仿真实验和实际应用案例，验证所提轨迹规划方法的有效性和可行性。

通过对比不同方法的实验结果，分析各方法的优缺点，为六自由度机械臂的轨迹规划提供具体参考和借鉴。

本文的研究成果将有助于推动六自由度机械臂轨迹规划技术的发展，为相关领域的研究和应用提供有力支持。

二、六自由度机械臂概述六自由度机械臂，也称为6-DOF（Degree of Freedom）机械臂，是一种具有高度灵活性和操作精度的工业机器人。

它的名称来源于其拥有六个独立的运动轴，这些轴允许机械臂在三维空间中实现全方位的运动。

与传统的五自由度或更少的机械臂相比，六自由度机械臂具有更大的工作空间、更高的灵活性以及更精确的操作能力，因此在许多复杂的工业应用场景中得到了广泛应用。

六自由度机械臂的基本结构通常包括基座、肩部、肘部、腕部和手部几个部分。

每个部分都可以通过一个或多个旋转关节实现运动，从而实现对物体的抓取、搬运、装配等操作。

这种结构的设计使得机械臂可以在各种姿态下进行操作，而不仅仅是局限于某一特定的工作平面。

动态海面上方船舶六自由度运动仿真陈万紫;张培珍;黄健儿;区丽连【摘要】在Fudide-Krylov假设条件下,依据船舶分离建模理论在固定和运动坐标系中计算海面船只六自由度运动数学模型。

主要包括:对风、浪、流的单独建模并进行矢量叠加,并在风浪流联合作用下对船舶六自由度运动构建简化的数学建模,完成实时仿真。

基于Simulink和V-Realm Builder虚拟现实技术创建船舶运动模型、海洋表面环境及船只的几何模型,对船舶六自由度运动进行视景仿真,给出了有风无浪、有浪无风和风浪兼有三种情况下船只旋回路径和船舶运动轨迹。

在VR视景浏览器中创建动态海面上船舶六自由度运动模型,不仅易于实现且结果逼真。

得到的结果为进一步研究动态船只目标声散射特性的精确预报提供基础。

【期刊名称】《海洋技术学报》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】6页(P40-45)【关键词】傅汝得-克雷洛夫假设;六自由度;VR与Simulink;视景仿真【作者】陈万紫;张培珍;黄健儿;区丽连【作者单位】[1]广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江524088;[1]广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江524088;[1]广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江524088;[1]广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江524088;【正文语种】中文【中图分类】P733.24在船舶六自由度运动数学模型方面，近年来国内外已取得一定的研究成果，综述船舶载荷和运动研究在船舶设计和运行研究中的重要意义。

由于船舶六自由度运动方程比较复杂，若利用传统的程序设计语言编制仿真软件，计算量较大且不易调试，不具备可移植性。

近年来，许多国内外专家和学者在船舶六自由运动仿真的发展和研究中做出了很大的贡献。

徐静[1]等基于船舶六自由度操纵运动开展了一系列的试验和数值模拟研究。

考虑三自由度船舶平面运动与横摇、纵摇、垂荡运动的耦合，建立了波浪中船舶六自由度操纵耐波全运动模态的数学模型；TahsinTezdogan[2]使用非定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes求解器，进行了浅水船舶运动的数值研究。

六自由度搬运机械手实验平台设计与仿真分析
陈修龙;张昊;田润洲;邓昱
【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】为了培养学生应用工程软件进行机械装置设计分析的能力,在“机械设计基础”课程设计中对一款冲压上下料六自由度机械手实验平台进行了结构设计与仿真分析。

对机械手平台进行整体结构设计,初步规划机械手的尺寸和各个关节的运行范围,利用SolidWorks软件对机械手的各个零部件进行三维建模并装配成机械手整机,利用ADAMS软件对机械手的虚拟样机进行运动学和动力学仿真,验证其运动平稳性,以仿真结果为依据完成电机和减速器的选型,利用ANSYS软件完成机械手的有限元分析,验证其强度和刚度,并分析其固有频率。

为冲压上下料六自由度搬运机械手平台的搭建提供了理论基础。

【总页数】6页(P6-11)
【作者】陈修龙;张昊;田润洲;邓昱
【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH113
【相关文献】
1.六自由度搬运机械手液压系统的设计
2.基于六自由度机械手臂实验装置的设计分析
3.六自由度机械手仿真与实训平台开发
4.六自由度压力气瓶搬运机械手臂的设计与分析
5.基于数字孪生的搬运机械手仿真实验平台设计
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• 116•基于Matlab/Simulink仿真的STM32F407VET6六轴无人飞行器PID控制吉林大学珠海学院 刘梦亭 庾振邦珠海全志科技股份有限公司 马一飞本设计以STM32F407VET6控制芯片为核心控制器实现了六轴飞行器的设计，通过中央控制器控制陀螺仪等传感器采集自身的状态数据，通过相应的姿态拟合，PID 等算法，最终控制电机转速实现飞行器的自身悬停，定点飞行，路线规划飞行，自动返航飞行。

采用Matlab/Simulink 对PID 算法进行数学模型的建立及仿真，结果表明能够满足要求。

随着近年来科技的高速发展，人们已经迈入智能化时代。

而作为智能化时代最突出产物之一的旋翼无人飞行器，其应用领域越来越广泛。

旋翼无人飞行器按照旋翼的个数，旋翼无人机可以划分为单旋翼无人机和多旋翼无人机（多轴无人机）。

其中多轴无人机通过协调各个旋翼的转速，可以实现垂直起降、悬停、侧飞、倒飞等多种飞行动作。

多轴无人机的飞行姿态十分稳定，能够有效克服外界环境对飞行姿态的不良影响。

而多轴无人机一般分为四轴、六轴或八轴飞行器，其稳定性一般来说是八轴大于六轴大于四轴。

四轴飞行器尚且是一个欠驱动系收机接口。

经飞行控制器处理后将所对应的信号传输到电子调速器。

通过电子调速器控制相对应的无刷电机，带动螺旋桨实现飞行动作。

主控芯片在飞行器上起着至关重要的作用，采集ICM20602六轴传感器，AK8975电子罗盘，SPL06-001气压传感器，GPS 数据信号和遥控信号，控制飞行器电调电机的稳定运行实现飞行器的飞行姿态，同时控制LED 为状态显示。

2 软件设计系统软件设计主要包括飞行器中央控制器的程序设计，飞控一方面要接收和解析遥控器发送的飞行命令，另一方面还要融合惯性测量单元六轴传感器和电子罗盘的数据进行飞行姿态的检测和调整控制，使飞行器能平稳悬停和执行飞行任务。

飞行器软件流程图如图2所示。

主程序首先单片机内部始终初始化、中断配置初始化和引脚功能配置，接着进行各通讯串口的初始化与传感器进行对接，遥控器接收和电调控制输出初始化等，再接着进行各通讯串口的初始化与图1 总硬件电路连接示意图统，而六轴飞行器是一个完全驱动系统了。