六自由度液壓運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

無(wú)錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：六自由度液壓運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的自動(dòng)控制信機(jī)系機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（職稱(chēng)：副教授）（職稱(chēng)：）2012年11月25日課題來(lái)源六自由度平臺(tái)的研制科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等）（1）課題科學(xué)意義六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由六支油缸，上、下各六只萬(wàn)向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺(tái)組成，下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上，借助六只油缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，完成上平臺(tái)在空間六個(gè)自由度（X，Y，Z，）的運(yùn)動(dòng)，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，可廣泛應(yīng)用到各種訓(xùn)練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機(jī)起降模擬平臺(tái)、坦克模擬器、汽車(chē)駕駛模擬器、火車(chē)駕駛模擬器、地震模擬器以及動(dòng)感電影、娛樂(lè)設(shè)備等領(lǐng)域，甚至可用到空間宇宙飛船的對(duì)接，空中加油機(jī)的加油對(duì)接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、靈巧機(jī)器人等。由于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研制，涉及機(jī)械、液壓、電氣、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器，空間運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸處理、圖形顯示、動(dòng)態(tài)仿真等等一系列高科技領(lǐng)域，因而六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研制變成了高等院校、研究院所在液壓和控制領(lǐng)域水平的標(biāo)志性象征。（2）六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研究狀況及其發(fā)展前景目前世界上研制大型六自由度平臺(tái)的國(guó)家較多,主要有加拿大、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、俄羅斯、荷蘭等國(guó)，大多用于飛機(jī)（包括戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和民航客機(jī)）模擬飛行訓(xùn)練，在艦船、裝甲車(chē)輛、自行火炮等方面也有一些應(yīng)用。近幾年來(lái)，六自由度平臺(tái)系統(tǒng)也被應(yīng)用到工業(yè)甚至娛樂(lè)場(chǎng)所。隨著6-DOF并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究的深入,對(duì)于自由度少于六的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)(稱(chēng)為少自由度機(jī)構(gòu)),也引起許多學(xué)者的注意，國(guó)外的專(zhuān)家學(xué)者們也對(duì)其進(jìn)行了研究改進(jìn)。而國(guó)外也已研制出虛擬軸機(jī)床。我國(guó)并聯(lián)機(jī)器人出現(xiàn)的較晚,起先出現(xiàn)在引進(jìn)的6-DOF飛行模擬器上。近幾年來(lái)我國(guó)的一些高等院校和科研院所也相繼投入人力物力。在微動(dòng)器或稱(chēng)作微動(dòng)機(jī)構(gòu)研究方面,也取得了不小的發(fā)展。但在運(yùn)動(dòng)模擬器的相關(guān)技術(shù)方面，與國(guó)外還存在較大距離。由于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用廣泛，未來(lái)還將不斷地往數(shù)字化和微動(dòng)作方面改進(jìn)發(fā)展。研究?jī)?nèi)容（1）了解國(guó)內(nèi)外多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，了解近十幾年平臺(tái)的數(shù)字虛擬化發(fā)展。（2）查閱六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相關(guān)圖形，熟悉其結(jié)構(gòu)，和相關(guān)液壓伺服系統(tǒng)并能對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3）掌握相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性能。（5）掌握虛擬樣機(jī)技術(shù)，并能用其對(duì)剛體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面的仿真。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析（1）實(shí)驗(yàn)方案建立液壓控制系統(tǒng)的模型，使用常規(guī)的PID控制方式和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方式對(duì)其進(jìn)行模擬仿真，比較優(yōu)劣；運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的模擬仿真。（2）研究方法（1）在常規(guī)的PID控制方式下，對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行仿真研究。（2）在基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方式下，對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行仿真研究。（3）利用三維軟件畫(huà)出六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)物圖，設(shè)定參數(shù)，使用軟件對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的仿真。研究計(jì)劃及預(yù)期成果研究計(jì)劃：2012年11月12日-2012年12月2日：按照任務(wù)書(shū)要求查閱論文相關(guān)參考資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告書(shū)。2012年12月3日-2013年3月1日：接受專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)，完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告。2013年3月4日-2013年3月15日：查閱并翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文材料。2013年3月18日-2013年4月12日：確定總體方案，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的相關(guān)尺寸。2013年4月15日-2013年5月10日：繪制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相關(guān)工程圖并對(duì)平臺(tái)進(jìn)行模擬。2013年5月13日-2013年5月25日：畢業(yè)論文撰寫(xiě)和修改工作。預(yù)期成果：達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與常規(guī)的PID控制方式相比，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方式控制的曲線超調(diào)量小、調(diào)整時(shí)間短，穩(wěn)態(tài)誤差小。由此說(shuō)明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電液伺服這類(lèi)高階、非線性、動(dòng)特性隨負(fù)載變化很大的系統(tǒng)就很好的實(shí)時(shí)控制能力。特色或創(chuàng)新之處（1）合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行幫忙，減輕了某些負(fù)擔(dān)，也提高了效率。（2）采用對(duì)比的方法來(lái)研究問(wèn)題，思路清晰，簡(jiǎn)單明了，行之有效。已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題（1）可以輕