【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于试验设备，具体涉及一种六自由度摇摆台的控制系统。
技术介绍
1、六自由度摇摆台，是一种用于飞机、航船、宇航、汽车等交通工具进行运动模拟的试验设备。此套系统主要用于模拟车辆行驶过程中的运动感示及机载设备的各种性能和工作可靠性。其包括：模拟车辆行驶时的过载和加速提示、冲击等变化；模拟各种路况、减震器压缩变化等造成的颠簸；模拟制动及急停时动感；模拟接近真实频率的抖振等。
2、六自由度摇摆台控制系统用于控制六自由度摇摆台的摆动，由于摇摆台的结构参数决定了摇摆台的运动和动力学特性，因此在摇摆台设计时，需要优化这五个结构参数，使摇摆台具有在运动过程中无干涉、功率小、运行成本低等优点。其中，在保障该摇摆台正常工作的基础上，提出一种功率较小的控制系统是六自由度摇摆台设计中的重要问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在上述问题，本专利技术的目的是提供一种六自由度摇摆台的控制系统，改善上述问题。
2、一种六自由度摇摆台的控制系统，包括：液压源控制单元，用于控制液压源的启动/停止、加压/卸荷，使液压源能够适时向摇摆台提供相应流量、压力的液压，驱动作动器动作；伺服控制单元，用于作动器位移信号、压力信号的实时采集，并对伺服阀进行控制，从而控制作动器运动，对摇摆台进行实时闭环运动控制；监控单元，用于接受操作人员的控制指令，控制液压源控制单元对摇摆台的作动器进行油压控制，使摇摆台由作动器驱动而完成各种运动，并通过伺服控制单元监控摇摆台的工作状态并实现闭环反馈控制；所述监
3、优选的，所述伺服控制单元集成于伺服控制柜中，包括伺服控制器、信号调理单元、ups电源，伺服控制器通过信号调理单元实现对伺服阀的控制；所述伺服控制器上安装有光纤反射内存卡，用于实时接收用户传来的数据信息，实现功能拓展。
4、优选的，所述液压源控制单元集成于plc控制柜中，包括液压控制柜、油源启动柜以及直流稳压电源，液压控制柜接收监控单元的控制信号并实现油源启动柜的开启/停止；所述液压源控制单元还具有液压锁紧回路。
5、优选的，所述液压源包括子液压源、分配器和连接管道，子液压源通过连接管道、分配器与摇摆台连接，液压源为摇摆台的作动器提供相应压力和流量的液压油，驱动作动器动作。
6、优选的，所述摇摆台还包括上平台、上连接铰、下连接铰和基座，所述作动器的一端通过上连接铰与上平台连接，另一端通过下连接铰与基座连接；所述作动器为配置有压力传感器、位移传感器的液压缸，所述液压缸上配备有伺服阀，所述液压缸的两端分别安装有连接座，所述连接座与上连接铰或下连接铰连接。
7、优选的，所述上连接铰包括上壳体和上连接铰主体，上壳体与上平台连接，上壳体与上连接铰主体连接，且上壳体与上连接铰主体之间呈45°夹角，上连接铰主体包括后端盖一、上铰轴、前端盖一、销轴锁紧螺母、连接双耳、上铰销轴、销轴端盖、圆锥滚子轴承、铰轴锁紧螺母；所述上铰轴上分别连接有前端盖一、后端盖一，上铰轴与前端盖一的连接处配置有圆锥滚子轴承，上铰轴与后端盖的连接处配置有销轴锁紧螺母；上铰轴的一端通过销轴锁紧螺母与连接双耳连接，连接双耳上配置有上铰销轴和销轴端盖；下连接铰包括下壳体和下连接铰主体，下连接铰主体通过下壳体与基座连接，下连接铰主体包括后端盖二、下铰轴、前端盖二、下铰销轴、双耳环、滚动轴承一、滚动轴承二、滚动轴承三；所述下铰轴上分别连接有前端盖二、后端盖二，下铰轴与前端盖二连接的位置处配置有滚动轴承二，下铰轴与后端盖二连接的位置处配置有滚动轴承三；下铰轴的一端连接有双耳环，下铰轴与双耳环之间配置有下铰销轴和滚动轴承一。
8、优选的，所述上平台的一阶固有频率为91.57hz、二阶固有频率为122.83hz、三阶固有频率为153.83hz、最大应力为23.28mpa、最大位移为0.1815mm。
9、优选的，所述摇摆台的上铰圆半径ra设置为1300mm、下铰圆半径rb设置为2000mm、上铰相邻铰之间的距离da设置为320mm、下铰相邻铰之间的距离db设置为400mm，平台中位时，作动器长度l2为2700mm；所述伺服阀在7mpa阀压降时的额定流量为250l/min；所述液压缸的活塞面积为4.9cm2。
10、优选的，还包括保护单元，分为三层保护，具体分为第一层保护单元、第一层保护单元和第三层保护单元；第一层保护单元用于对系统输入进行有效性检测与处理；第二层保护单元用于对系统的逻辑进行保护，包括逻辑互锁、信息提示、报警、紧急处理措施；第三层保护单元用于识别系统故障的类别、形式以及处理方法，故障类别包括超限故障、接触故障、逻辑故障。
11、优选的，所述监控单元还包括用于输出波形控制摇摆台运动的信号发生器，以及用于实现人机交互的显示面板，用于显示摇摆台的运动状态，进行运动设置，所述显示面板包括液压源操作页面、运动设置页面和运动状态显示页面。
12、本专利技术的有益效果是：该六自由度摇摆台的控制系统，监控单元接受操作人员的控制指令，控制液压源控制单元对摇摆台的作动器进行油压控制，使摇摆台由作动器驱动而完成各种运动，并通过伺服控制单元监控摇摆台的工作状态并实现闭环反馈控制，能够完成技术要求规定的各种单自由度静态运动、单自由度动态运动和各种组合运动。
13、根据作动器的速度、受力情况确定该控制系统的工作压力、液压缸的活塞面积、伺服阀的额定流量，并确定上铰圆半径ra、下铰圆半径rb、上铰相邻铰之间的距离da、下铰相邻铰之间的距离db、平台中位时，作动器长度l2长度，使作动器驱动能力曲线包络负载运动轨迹曲线，且曲线相切，使该控制系统的功率最小，但由于伺服阀和液压缸的标准系列问题，作动器驱动能力曲线和负载运动轨迹曲线可能不会完全相切，因此该驱动系统具有一定的设计余量。
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1.一种六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述伺服控制单元集成于伺服控制柜中，包括伺服控制器、信号调理单元、UPS电源，伺服控制器通过信号调理单元实现对伺服阀的控制；所述伺服控制器上安装有光纤反射内存卡，用于实时接收用户传来的数据信息，实现功能拓展。
3.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述液压源控制单元集成于PLC控制柜中，包括液压控制柜、油源启动柜以及直流稳压电源，液压控制柜接收监控单元的控制信号并实现油源启动柜的开启/停止；所述液压源控制单元还具有液压锁紧回路。
4.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述液压源包括子液压源、分配器和连接管道，子液压源通过连接管道、分配器与摇摆台连接，液压源为摇摆台的作动器提供相应压力和流量的液压油，驱动作动器动作。
5.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述摇摆台还包括上平台、上连接铰、下连接铰和基座，所述作动器的一端通过上连接铰与上平台连接，另一
6.根据权利要求5所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述上连接铰包括上壳体和上连接铰主体，上壳体与上平台连接，上壳体与上连接铰主体连接，且上壳体与上连接铰主体之间呈45°夹角，上连接铰主体包括后端盖一、上铰轴、前端盖一、销轴锁紧螺母、连接双耳、上铰销轴、销轴端盖、圆锥滚子轴承、铰轴锁紧螺母；
7.根据权利要求5所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述上平台的一阶固有频率为91.57HZ、二阶固有频率为122.83HZ、三阶固有频率为153.83Hz、最大应力为23.28MPa、最大位移为0.1815mm。
8.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述摇摆台的上铰圆半径Ra设置为1300mm、下铰圆半径Rb设置为2000mm、上铰相邻铰之间的距离da设置为320mm、下铰相邻铰之间的距离db设置为400mm，平台中位时，作动器长度L2为2700mm；所述伺服阀在7MPa阀压降时的额定流量为250l/min；所述液压缸的活塞面积为4.9cm2。
9.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，还包括保护单元，分为三层保护，具体分为第一层保护单元、第一层保护单元和第三层保护单元；
10.根据权利要求1至9中任一项所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述监控单元还包括用于输出波形控制摇摆台运动的信号发生器，以及用于实现人机交互的显示面板，用于显示摇摆台的运动状态，进行运动设置，所述显示面板包括液压源操作页面、运动设置页面和运动状态显示页面。
...【技术特征摘要】
1.一种六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述伺服控制单元集成于伺服控制柜中，包括伺服控制器、信号调理单元、ups电源，伺服控制器通过信号调理单元实现对伺服阀的控制；所述伺服控制器上安装有光纤反射内存卡，用于实时接收用户传来的数据信息，实现功能拓展。
3.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述液压源控制单元集成于plc控制柜中，包括液压控制柜、油源启动柜以及直流稳压电源，液压控制柜接收监控单元的控制信号并实现油源启动柜的开启/停止；所述液压源控制单元还具有液压锁紧回路。
4.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述液压源包括子液压源、分配器和连接管道，子液压源通过连接管道、分配器与摇摆台连接，液压源为摇摆台的作动器提供相应压力和流量的液压油，驱动作动器动作。
5.根据权利要求1所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述摇摆台还包括上平台、上连接铰、下连接铰和基座，所述作动器的一端通过上连接铰与上平台连接，另一端通过下连接铰与基座连接；
6.根据权利要求5所述的六自由度摇摆台的控制系统，其特征在于，所述上连接铰包括上壳体和上连接铰主体，上壳体与上平台连接，上壳体与上连接铰主体连接，且上壳体与上连接铰...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋力，周家平，王小臣，王星，张习晖，任美林，刘东方，高标，
申请(专利权)人：上海昂勤测控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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