基于六自由度运动平台的智能优化控制算法研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:liongliong460
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六自由度运动平台被广泛应用于飞行模拟、娱乐设施和工业生产等众多领域,但因为平台运动范围小,在飞行模拟器中的应用受限,不能模拟完整飞行任务。为解决这一问题提出用洗出算法控制六自由度运动平台,让平台产生瞬时突变加速,用重力分量模拟持续加速度。但现有洗出算法存在模拟逼真度不足,空间利用率低和错误暗示等缺陷,为此在原有算法基础上结合模糊逻辑设计一种新的优化洗出算法。分析比较经典洗出算法、自适应洗出算法和最优洗出算法特点,参考各算法优点,结合模糊逻辑控制,重新设计洗出算法通道,引入负反馈闭环控制,加入人体感知系统模型,以平台运动位移余量和人体动感误差作为输入模糊变量,设计模糊规则,计算输出滤波器截止频率,控制三个通道速度信号的过滤,影响平台运动。建模仿真,比较确定经典洗出算法最优参数,作为算法改进初始值,仿真比较优化前后平台运动参数、人体动感逼真度和动感误差。结合平台结构参数和SimMechanies工具,在Simulink中建立基于六自由度运动平台的洗出算法动态仿真系统模型,引入PID控制,参照静态仿真参数验证动态仿真系统,利用该系统对优化后洗出算法和经典洗出算法动态仿真,观测两种算法在动态模型应用中的控制效果,分析优化算法的改进效果和存在的问题。研究得出,新设计速度通道避免了速度信号丢失,消除了相位误差导致的错误暗示;加入人体感知系统模型提高了模拟真实性,增强运动感知,优化洗出控制效果;加入负反馈和模糊控制,实时动态调整算法参数,提高了平台空间利用率,避免平台运动超限事故,优化了平台运动轨迹跟随性,减小动感误差。洗出算法动态仿真系统的设计,方便了对洗出算法的研究,适用于不同平台多种算法,仿真效果更真实,便于直观观察洗出算法对运动控制的影响,提高了洗出算法研究的效率,节约实验验证成本,对今后的六自由度平台控制研究具有参考意义。
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