动感影院作为新型体感类娱乐行业的代表产品之一,极大丰富了人们的日常休闲方式。4D动感座椅控制系统作为动感影院的中枢,其控制性能的优劣直接影响观影者的体验效果和商家的经济效益。其中,4D动感座椅各轴电机的协同能力和控制精度是系统研究设计所面临的关键技术难题,同时也是判断系统控制性能是否优越的重要因素。因此,对4D动感座椅控制系统的研究具有重要的实际工程意义。本文以基于伺服系统的三自由度运动控制平台为研究对象,以提高4D动感座椅各轴的协同能力和控制精度为目标,以各轴作为多电机的同步控制方法的理论研究为切入点,围绕基于伺服系统的三自由度运动控制平台的机械结构设计、硬件电路的搭建、系统上位机控制软件的开发和下位机控制程序的设计进行了深入研究,本文的具体研究内容如下:通过查阅大量国内外文献,了解4D动感座椅控制系统的研究现状并总结研究动向。分析4D动感座椅控制系统的控制需求及相关基本特性因素,根据分析对4D动感座椅控制系统进行总体方案设计。针对4D动感座椅各轴的协同控制性能要求,以永磁同步电机为执行器,基于环形耦合控制策略,设计了一种基于滑模变结构的多电机同步控制器,从理论层面实现了各电机速度能够快速跟随给定速度的目的,表明所设计的控制器是有效的,系统协同能力较强。针对4D动感座椅各轴的控制精度需求,在硬件上选取优良的核心处理器和伺服驱动系统,上位机控制软件采用高级语言进行开发,匹配高性能的伺服电动缸,各轴的位置控制精度能够得到有效保证。针对4D动感座椅控制系统的实现问题,搭建了三自由度运动控制平台,形成了一个初步样机。通过对样机进行系统功能的实验测试,结果表明本文所设计的控制系统能够使4D动感座椅的各轴按照影片动作配置文件的既定轨迹进行运动,基本达到了 4D动感座椅控制系统的预期效果,体现了本文所设计的总体方案是正确且有效的。