基于運動學(xué)模型控制和基于動力學(xué)模型控制是目前六自由度平臺主要應(yīng)用的兩種控制策略。
(1) 利用運動學(xué)模型控制
首先建立六自由度平臺的數(shù)學(xué)模型,通過運動學(xué)反解得出空間位姿與各個電動缸桿長之前的函數(shù)關(guān)系,然后將桿長位移轉(zhuǎn)換為電動缸驅(qū)動器識別的輸入信號,控制桿長運動到期望位置;由于各個電動缸間已經(jīng)運動解耦,每個電動缸形成一支控制回路,只要保證每支回路的控制精度就可以保證六自由度平臺位姿精度,如下圖所示,該控制方法在實際應(yīng)用中較多。
(2) 利用動力學(xué)模型控制
同理,先要建立六自由度平臺的動力學(xué)模型,得出每個電動缸力矩與空間位姿之間的關(guān)系,將解算出的力矩值經(jīng)伺服驅(qū)動器控制電動缸運動到預(yù)期位置,從而實現(xiàn)對整個轉(zhuǎn)臺位姿的控制;該方法從理論上能夠?qū)崿F(xiàn)解耦控制,但是機械摩擦、沖擊等非線性因素很難融入模型中,使得模型復(fù)雜度較高,解算難度較大,在實際應(yīng)用中較少。
雖然圖中每支電動缸回路均是閉環(huán)控制系統(tǒng),但是六自由度平臺位姿并沒有反饋到輸入端,所以從整體上來看屬于半閉環(huán)控制系統(tǒng)。
本設(shè)計的六自由度平臺的俯仰角可以通過傾角傳感器測得實際的位置信息,因此,全閉環(huán)控制在該六自由度平臺控制系統(tǒng)可以使用。