六自由度平台通过六个作动器的协调运动来实现上平台沿X、Y、Z向的平移或绕X、Y、Z轴的旋转运动以及这些自由度的复合运动。按平台的工作特性,可以分为两个方面的应用,操作器和运动仿真,应用十分广泛,本文的主要工作是对基于PC104总线的六自由度平台控制系统的研究,分别从硬件电路实现和控制算法来进行。 首先介绍了六自由度平台的发展历程和应用状况,然后对采用的分布式控制系统结构作以介绍,阐述了设计思想,并根据六自由度平台的具体要求,提出了基于PC104总线技术的设计方法。 介绍了六自由度运动平台的技术背景,并列举了六自由度平台的运动特性及测试系统性能指标。结合六自由度平台的机构学理论和数学模型,分析了运动平台的位置正、逆解及空间位置等运动特征。 在控制系统硬件设计环节中阐述了电路实现的相关细节,对芯片选型、芯片特征都作了十分详细的说明,并给出了各个模块的电路原理图,实现了数据的准确转换和快速传输等功能。 最后对系统控制算法进行研究,根据六自由度平台的控制策略,介绍了传统的PID控制算法、位置式和增量式PID控制算法的优缺点,并针对延时问题,提出了基于前馈补偿PID控制算法和算例仿真。仿真结果得出当系统有延时时,PID前馈控制则能较好的跟踪。根据控制系统的特点,将BP神经网络引入了平台控制系统中PID控制器的控制参数在线整定的算法,给出了在MATLAB下的具体仿真实例。