一种基于自由度的六自由度运动模拟器控制方法

摘要

本发明提供一种基于自由度的六自由度运动模拟器控制方法，本方法通过自由度空间变换，对转换至自由度空间的六自度运动模拟器进行自由度控制，设计的控制器采用常用的PID控制器形式，其控制律表示成如下形式：u_l＝J(K_pJ^‑1e_l+K_i∫J^‑1e_ldt+K_dd(J^‑1e_l)/dt)，式中K_p、K_i、K_d为控制器增益矩阵，为对角正定形式。本发明实现了基于自由度的控制，允许在自由度空间上设计和优化控制器，以降低运动模拟器严重的耦合特性对位姿控制的影响，提高了运动系统动态和静态控制性能。

主权项

一种基于自由度的六自由度运动模拟器控制方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：根据给定的运动平台期望位姿q_d通过运动学反解计算出各驱动器期望位移l_d和表现铰点空间和自由度空间对应关系的雅可比矩阵J，利用其逆矩阵J‑¹将铰点空间的控制误差e_l转换成自由度空间的控制误差e_q，在自由度空间上设计控制器获得控制量u_q，再利用雅可比矩阵J将其转换成各驱动器的控制量u_l，从而驱动平台按照期望位姿运动；各驱动器的实际位移l_f通过安装的位移传感器进行采集，用于运动系统的反馈控制；平台的实际运动位姿q_f通过运动学正解进行解算，用于观测分析而不参与实际的闭环控制；步骤二：在转换到的自由度空间上设计控制器以提高位姿响应性能，设计的控制器采用常用的PID控制器形式，其最终的控制律表示成如下形式：u_l＝J(K_pJ^‑1e_l+K_i∫J^‑1e_ldt+K_dd(J^‑1e_l)/dt)式中K_p、K_i、K_d为控制器增益矩阵，为对角正定形式。