三轴船舶运动模拟摇摆台可模拟船舶三自由度横摇、纵摇、艏摇三个自由度的运动,为船用设备提供真实的船舶运动模拟仿真环境。通过计算机仿真得到船舶运动轨迹,作为摇摆台的控制输入,可真实地模拟船体运动。设计的摇摆台属于典型的UOO台体结构,内框和中框可以在有限角度内摇摆,外框可在360度范围内任意位置为零点做摇摆运动。根据响应速度及负载要求,在保证精度的前提下,采用交流伺服系统及减速机构驱动台体,对比常见的直驱伺服控制方式,精度较差,但同等功率及小体积下,负载及响应速度显著提高。首先,分析摇摆台的工作原理,建立了台体力学模型,采用MATLAB仿真分析台体三框之间的耦合作用,并分析了在船舶随机运动作为输入情况下摇摆台的响应能力。为满足摇摆台系统的稳定性和实时性要求,改善系统的响应能力,提高系统的稳定性,基于H_∞控制理论设计了摇摆台系统的控制策略,并进行了仿真分析。根据模型仿真分析的结论,进行了摇摆台驱动系统的选型,采用安闸交流伺服系统和高精度Neugart行星减速机驱动台体运动,满足大负载、响应速度快,控制精度要求相对不高的要求。上位机采用工控机加多轴运动控制卡PMAC的控制方式,为了满足测角系统实时性和测角精度的要求,台体轴侧安装高精度角度编码器,并采用基于CANopen总线的系统实时输出系统的姿态角。最后采用Visual Basic设计上位机监控系统,并运用OPC技术与PLC实现数据交互。通过现场调试,摇摆台带载情况下,响应能力、控制分辨率以及侧角精度都可满足要求。