【摘 要】
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科技部在国家“十二五”科技支撑重点计划项目中专门设立了“舞美设计和舞台效果集成系统”重点研究方向,即通过综合运用各种舞台技术,构建现代化大型舞台。本研究是国家“十
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科技部在国家“十二五”科技支撑重点计划项目中专门设立了“舞美设计和舞台效果集成系统”重点研究方向,即通过综合运用各种舞台技术,构建现代化大型舞台。本研究是国家“十二五”科技支撑计划课题“四度空间杂技舞台机械系统开发与应用”的子课题,通过研究与开发,实现杂技演员的空中定轨迹飞行表演。本文通过对舞台设备和控制技术的研究与分析,结合杂技表演的功能需求,对杂技舞台三维飞行表演系统进行了研究和设计。为改善传统威亚存在的运动滞后和晃动等缺陷,系统采用四轴数控三维飞行设计方案,主要由机械部分和控制部分组成。利用机械设计技术对自排绳机构、钢丝绳直径以及限位器进行了设计和计算,有效保证了系统运行的安全性和可靠性。结合舞台机械结构特点,对空间直线和空间圆弧的插补算法进行分析和研究,并且给出了系统误差补偿算法。利用DSP高效的数字处理能力和电机控制功能,设计和开发基于DSP+SPC3的多轴运动控制器,可以通过PROFIBUS-DP与上位机通信,实现四轴控制。为了防止步进电机失步,提高控制精度,步进电机采用闭环控制。对DSP芯片嵌入了实时操作系统u C/OS-II。系统可以接受上位机控制指令,也可以将现场设备运行状态实时反馈给上位机,实现了上位机对现场的监控功能,通过多轴运动控制器控制舞台四个角点上的步进电机协调运动,从而实现演员沿着给定轨迹运行,有效提高了杂技舞台飞行表演的灵活性。
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