随着工业的快速发展,危化品的使用范围越来越广,运输也越来越繁忙,危化品运输安全也越来越显出其重要性。为了尽可能减少事故发生,保护环境和人民生命财产安全,我国开展了针对各种危化品在运输工况中的安全监测与模拟仿真研究。本课题基于国家863重大专项“面向安全监测与跟踪的网络化微系统”的子课题“危化品运输工况仿真与模拟技术”,针对实际工况测试中存在的测试周期长、成本高、风险性大、工作强度大等缺点,通过设计一个6DOF并联机器人来模拟危化品罐车在几种运输工况中的行驶状况,对危化品运输工况进行仿真与模拟研究。本文通过理论分析、仿真及实验对实际路演离线的输入信号和模拟驾驶系统的虚拟输入信号两种运动复现方法进行研究,完成六自由度并联运动模拟器控制系统设计,实现对危化品运输工况的仿真与模拟。首先,针对实际路演实验得到的数据直接作为输入信号引起运动模拟器工作空间等指标受到限制,无法直接用于运动仿真的问题,提出一种信号复现算法,通过频谱分析提取原始实验信号主频率成分,然后调整各频率成分对应的相位偏置,以这些相位偏置为设计变量,以运动模拟器位移、速度、加速度指标为优化目标,运用Matlab遗传算法工具箱进行多目标优化计算,重新生成体现原始数据运动特征并满足性能要求的复现信号,并通过计算复现信号的雅克比矩阵条件数校验机构的奇异性,最终获得了符合工作空间范围并满足运动模拟器性能要求、无连续区域奇异位形的复现信号。针对运动模拟器的特殊要求,最终选择了具有高速工业以太网和PC实时控制架构的Beckhoff平台,实现了控制系统硬件集成。基于TwinCAT开发环境,针对实际路演离线的输入信号以及模拟驾驶系统的虚拟输入信号,分别研究两种运动复现的实现方法,编写运动控制程序,完成了控制系统软件设计。最后,完成了机械本体与电气控制系统的连接,实现了整个系统的联机调试。在控制软件环境下设置及调节各回路参数,运行控制程序,完成了两种输入信号的运动复现。