一种多层闭环控制策略的Stewart六自由度飞行模拟平台

摘要

本发明公开一种多层闭环控制策略下的Stewart六自由度运动平台，分别为单自由度位置闭环，平台位姿闭环和应用层体感模拟闭环。单自由度位置闭环控制是飞行模拟运动系统控制结构的最内环，通过采集编码器反馈回来的信号，实现闭环控制。平台位姿闭环控制，利用视频目标跟踪技术获取平台的位姿信息，再结合支链正解获得的位姿信息通过数据融合估计，提高位姿信息的真实性。应用层体感模拟闭环控制，即通过加速度计和角加速度计采集飞行员感受到的加速度信息作为反馈，传回上位主机形成闭环，从而提高对运动感的真实模拟。本发明的优点为：有效避免了由于安装误差，机构形变等因素造成的无法准确解算平台位姿的问题，提高了控制精度。

主权项

一种多层闭环控制策略的Stewart六自由度飞行模拟平台，包括Stewart六自由度运动平台，包括上平台、下平台与6条结构完全相同的支链，每条支链由作动杆、电动缸构成；其中，作动杆位于支链上端，顶部通过上万向节与上平台连接，末端延伸到电动缸内部，与电动缸内的滚珠丝杆同轴相连；作动杆的伸缩由滚珠丝杆驱动；电动缸内底部具有伺服电机，伺服电机的输出轴与滚珠丝杆相连，驱动滚珠丝杆运动带动作动杆伸缩；电动缸缸体底部通过下万向节与下平台连接；其特征在于：具有采用三层闭环的飞行模拟运动系统控制结构，由内至外分别为单自由度伺服回路，平台位姿闭环与应用层体感模拟闭环；其中，单自由度伺服回路用来实现对Stewart六自由度运动平台中各条支链位置信息的准确控制；所述平台位姿闭环利用视频目标跟踪技术获取Stewart六自由度运动平台的位姿信息，再结合支链正解获得的位姿信息通过数据融合估计，提高Stewart六自由度运动平台位姿信息的真实性。所述应用层体感模拟闭环，通过加速度计和角加速度计采集飞行员感受到的加速度信息作为反馈，传回上位机形成闭环，从而提高对运动感的真实模拟。