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六自由度液压运动平台的自动控制设计开题报告.doc

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六自由度液压运动平台的自动控制设计开题报告.doc

无锡太湖学院毕业设计(论文)开题报告题目六自由度液压运动平台的自动控制信机系机械工程及自动化专业学号学生姓名指导教师(职称副教授)(职称)2012年11月25日课题来源六自由度平台的研制科学依据(包括课题的科学意义国内外研究概况、水平和发展趋势应用前景等)(1)课题科学意义六自由度运动平台是由六支油缸,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六只油缸的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态,可广泛应用到各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域,甚至可用到空间宇宙飞船的对接,空中加油机的加油对接中。在加工业可制成六轴联动机床、灵巧机器人等。由于六自由度运动平台的研制,涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域,因而六自由度运动平台的研制变成了高等院校、研究院所在液压和控制领域水平的标志性象征。(2)六自由度运动平台的研究状况及其发展前景目前世界上研制大型六自由度平台的国家较多,主要有加拿大、美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、荷兰等国,大多用于飞机(包括战斗机、运输机和民航客机)模拟飞行训练,在舰船、装甲车辆、自行火炮等方面也有一些应用。近几年来,六自由度平台系统也被应用到工业甚至娱乐场所。随着6DOF并联机构研究的深入,对于自由度少于六的空间并联机构称为少自由度机构,也引起许多学者的注意,国外的专家学者们也对其进行了研究改进。而国外也已研制出虚拟轴机床。我国并联机器人出现的较晚,起先出现在引进的6DOF飞行模拟器上。近几年来我国的一些高等院校和科研院所也相继投入人力物力。在微动器或称作微动机构研究方面,也取得了不小的发展。但在运动模拟器的相关技术方面,与国外还存在较大距离。由于六自由度运动平台的应用广泛,未来还将不断地往数字化和微动作方面改进发展。研究内容(1)了解国内外多自由度运动平台的现状和发展趋势,了解近十几年平台的数字虚拟化发展。(2)查阅六自由度运动平台的相关图形,熟悉其结构,和相关液压伺服系统并能对其进行设计。(3)掌握相关系统的数学模型的建立和使用。(4)掌握PID控制方式,并了解如何使用以提高系统的运动性能。(5)掌握虚拟样机技术,并能用其对刚体进行运动学和动力学方面的仿真。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析(1)实验方案建立液压控制系统的模型,使用常规的PID控制方式和基于BP神经网络的PID控制方式对其进行模拟仿真,比较优劣运用虚拟样机技术,对运动平台进行运动学和动力学的模拟仿真。(2)研究方法(1)在常规的PID控制方式下,对运动平台进行仿真研究。(2)在基于BP神经网络的PID控制方式下,对运动平台进行仿真研究。(3)利用三维软件画出六自由度运动平台的实物图,设定参数,使用软件对其进行运动学和动力学的仿真。研究计划及预期成果研究计划2012年11月12日2012年12月2日按照任务书要求查阅论文相关参考资料,完成毕业设计开题报告书。2012年12月3日2013年3月1日接受专业实训,完成毕业实习报告。2013年3月4日2013年3月15日查阅并翻译与毕业设计相关的英文材料。2013年3月18日2013年4月12日确定总体方案,设计运动平台的相关尺寸。2013年4月15日2013年5月10日绘制运动平台相关工程图并对平台进行模拟。2013年5月13日2013年5月25日毕业论文撰写和修改工作。预期成果达到预期的实验结论与常规的PID控制方式相比,基于BP神经网络的PID控制方式控制的曲线超调量小、调整时间短,稳态误差小。由此说明神经网络对电液伺服这类高阶、非线性、动特性随负载变化很大的系统就很好的实时控制能力。特色或创新之处(1)合理运用计算机进行帮忙,减轻了某些负担,也提高了效率。(2)采用对比的方法来研究问题,思路清晰,简单明了,行之有效。已具备的条件和尚需解决的问题(1)可以轻松的实用软件对平台进行模拟仿真。(2)液压系统的振动和噪声有待进一步降低。指导教师意见指导教师签名年月日教研室(学科组、研究所)意见教研室主任签名年月日系意见主管领导签名年月日

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