[0001]本发明触及一种Stewart六自在度渠道，归于飞翔模仿器范畴，详细的说，是一种多层闭环操控的用于飞翔模仿器的六自在度电动渠道。

  [0002]Stewart六自在度渠道能在空间六个自在度上做任一自在度的单自在度运动，也能做恣意几个自在度的复合运动。适中的运动规模和明晰的组织拓扑使其被广泛的使用到各种练习模仿器，如飞翔模仿器、舰艇模仿器、坦克模仿器、地震模仿器以及动感电影能范畴。乃至可用于飞船的空间交会对接。一起，跟着军用民用航空事业的蓬勃发展，面向飞翔模仿器的Stewart渠道运动操控技能具有急切且广泛的需要和重大意义。

  [0003]因为Stewart运动渠道是一个多输入多数出的高度非线性的杂乱并联体系，因而其操控战略也相对困难。一般来说，并联组织的操控战略按操控器完结的空间可分为支链空间操控和作业空间操控两种。

  [0004]根据支链空间的操控战略行将各个支链看作单输入单输出体系来规划。我国请求号为4.0实用新型专利发布了一种六自在度电动模仿练习舱，选用Stewart组织渠道，可完结六个方向Ig的加速度，可模仿漂浮极度波动、失重、超重、刹车等状况。但操控办理体系只在单一电动缸层面完结闭环体系，而对渠道来说是半闭环的体系。一起因为疏忽了各个支链耦合特性对支链自身动态功能的影响，因而体系的精度和安稳才能会受到影响。

  [0005]根据作业空间操控战略从全体动身，直接关怀体系的位姿输出，比较于支链的操控具有必定的优势。哈尔滨工业大学研发的六自在度试验摇晃台，推导了六自在度摇晃台的方位姿势差错模型，从理论上确立了一种位姿精度补偿办法，经过在线查表的方法补偿运动学反解的操控弹性量。但仍然没有完结位姿操控的线发明专利发布了一种六自在度并联指向渠道，其间经过设备在运动副轴线上的方位检测传感器，运用正解算法直接取得上渠道相关于下渠道的位姿信息，构成位姿空间的闭环。实践使用中因为正解算自身的不成熟及渠道存在的关节差错、设备差错及结构形变，导致渠道实在位姿信息很难取得。

  [0006]别的，从飞翔模仿器运动体系的功能上看，关于运动渠道的操控终究完结的是模仿飞翔过程中飞翔员感觉到的动感及过载信息。从使用层面上考虑，运动渠道操控办理体系中需要对输出加速度和角加速度信息的反应与点评。也即，现在在使用层面来说，没有完善的闭环操控战略。

  [0007]本发明的意图是针对上述现有操控技能的缺点，供给了一种多层闭环操控战略下的Stewart六自在度运动渠道。

  [0008]本发明一种多层闭环操控战略的Stewart六自在度飞翔模仿渠道，包含Stewart六自在度运动渠道，包含上渠道、下渠道与6条结构完全相同的支链，每条支链由作动杆、电动缸构成；其间，作动杆坐落支链上端，顶部经过上万向节与上渠道衔接，结尾延伸到电动缸内部，与电动缸内的滚珠丝杆同轴相连；作动杆的弹性由滚珠丝杆驱动；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弹性；电动缸缸体底部经过下万向节与下渠道衔接。本发明还具有选用三层闭环的飞翔模仿运动体系操控结构，由内至外别离为单自在度伺服回路，渠道位姿闭环与使用层体感模仿闭环。

  [0009]其间，单自在度伺服回路用来完结对Stewart六自在度运动渠道中各条支链方位信息的精确操控。

  [0010]所述渠道位姿闭环使用视频方针盯梢技能获取Stewart六自在度运动渠道的位姿信息，再结合支链正解取得的位姿信息经过数据交融估量，进步Stewart六自在度运动渠道位姿信息的线]所述使用层体感模仿闭环，经过加速度计和角加速度计收集飞翔员感受到的加速度信息作为反应，传回上位组织成闭环，来进步对运动感的线]本发明的长处为:

  [0013]1、本发明多层闭环操控战略的Stewart六自在度飞翔模仿渠道，经过根据视频盯梢技能的非触摸丈量方法取得Stewart渠道的位姿信息作反应，有很大成效避免了因为设备差错，组织形变等要素形成的无法精确解算渠道位姿的问题，进步了操控精度；

  [0014]2、从飞翔模仿器的大局规划视点考虑，飞翔模仿器所完结的使命并不是关于简略的方位和姿势的伺服操控，而是供给模仿器中飞翔员头部处的加速度信号与角速度信号，因而本发明多层闭环操控战略的Stewart六自在度飞翔模仿渠道，使用层面的反应补偿能进步飞翔模仿的实在度，也便于点评飞翔方针。

  [0016]图2为本发明多层闭环操控战略下的Stewart六自在度运动渠道中三层闭环结构框图；

  [0021]1-六自在度运动渠道 2-飞翔模仿运动体系操控结构 101-上渠道

  [0025]本发明多层闭环操控战略的Stewart六自在度飞翔模仿渠道，包含Stewart六自在度运动渠道I与上位机中的飞翔模仿运动体系操控结构2 ;上述飞翔模仿运动体系操控结构选用三层闭环结构，由内至外别离为单自在度伺服回路201，渠道位姿闭环202与使用层体感模仿闭环203。

  [0026]Stewart六自在度渠道I的结构，如图1所示，包含上渠道101、下渠道102与6条结构完全相同的支链103，每条支链103由作动杆103a、电动缸103b构成。其间，作动杆103a坐落支链103上端，顶部经过上万向节103c与上渠道101衔接，结尾延伸到电动缸103b内部，与电动缸103b内的滚珠丝杆同轴相连。作动杆103a的弹性由滚珠丝杆驱动。电动缸103b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103a弹性。电动缸103b缸体底部经过下万向节103d与下渠道102衔接，下渠道102固定在基座上。上述电动缸103b顶端设备有防抵触设备，以此有用的防备因为电力体系故障形成的上渠道101对电动缸103b的损害。

  [0027]所述单自在度伺服回路201为6套，每套对应Stewart六自在度渠道I的一条支链，包含限位开关、编码器与操控器，别离用来完结对Stewart六自在度运动渠道中各条支链103方位信息的精确操控，如图2所示。6套单自在度伺服回路201中，编码器为肯定值编码器，设备于伺服电机输出轴上，用来获取作动杆103a的肯定方位信号。限位开关为四路，设备在电动缸103b的缸体外部，用来输出作动杆103a的极限方位信号。操控器获取上位机发送的支链位移信息，转化为差分脉冲信号发送到六自在度运动渠道中的伺服电机，操控伺服电机驱动作动杆103a弹性；一起，伺服电机内置的肯定值编码器向操控器反应作动杆103a的肯定方位信号(差分脉冲信号)到操控器，由操控器转化得到作动杆的位移信息；由此，完结了六自在度渠道的位移闭环操控。此外，极限方位开关反应的作动杆极限方位信号也经过操控器收集，用于安全措施及运动过程中的校准。

  [0028]所述渠道位姿闭环201使用视频方针盯梢技能获取Stewart六自在度运动渠道I的位姿信息，再结合支链正解取得的位姿信息经过数据交融估量，进步Stewart六自在度运动渠道位姿信息的线包含相机、图画处理模块、多传感器数据交融模块、运动学正解模块、渠道位姿输入模块、渠道运动操控模块与符号贴。其间，相机选用为三台工业相机，使用互联网交换机完结与上位机间的通讯。三台相机别离坐落Stewart六自在度渠道中下渠道102三条