南京全控航空科技有限公司提供搖擺臺(tái)http://www.allcontroller.com/六自由度平臺(tái)。六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)不僅需要點(diǎn)位控制，同時(shí)也要考慮點(diǎn)到點(diǎn)之間的過(guò)程，這有別于串聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制策略，串聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制只考慮到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的準(zhǔn)確性和快速性，而不考慮中間過(guò)程。
該控制方法需實(shí)時(shí)獲取機(jī)構(gòu)末端的位置姿態(tài)值，由于傳感器等直接測(cè)量方式成本較高，因此多利用運(yùn)動(dòng)學(xué)正解計(jì)算獲得末端位置姿態(tài)。此外，平臺(tái)工作過(guò)程中不合理的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)引起沖擊振動(dòng)等問(wèn)題，會(huì)影響平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度等性能指標(biāo)，且可能會(huì)損壞平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少平臺(tái)使用壽命。因此，對(duì)包括六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解及最優(yōu)軌跡規(guī)劃在內(nèi)的伺服控制技術(shù)的研究顯得尤為重要。
六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制分為兩種控制策略：一種是關(guān)節(jié)空間內(nèi)的閉環(huán)控制。平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，各電動(dòng)缸伸縮長(zhǎng)度伸縮速度不同，各電動(dòng)缸輸出力矩及所受負(fù)載等亦不相同，因此對(duì)各電動(dòng)缸進(jìn)行單獨(dú)的閉環(huán)控制，也就是關(guān)節(jié)空間內(nèi)的閉環(huán)控制。這種控制策略為準(zhǔn)閉環(huán)控制，在使用時(shí)難以實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)缸的精確協(xié)同，因此對(duì)平臺(tái)軌跡的控制精度有一定影響。另外一種是工作空間與關(guān)節(jié)空間內(nèi)的閉環(huán)控制。這種控制策略是直接對(duì)平臺(tái)的位置姿態(tài)進(jìn)行閉環(huán)控制，形成工作空間內(nèi)的閉環(huán)。然后根據(jù)計(jì)算得到的各電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在關(guān)節(jié)空間內(nèi)針對(duì)各電動(dòng)缸再進(jìn)行閉環(huán)控制。這種控制策略能夠進(jìn)一步提高平臺(tái)末端的控制精度，而缺點(diǎn)在于計(jì)算量比較大，需要進(jìn)行兩次閉環(huán)計(jì)算及運(yùn)動(dòng)學(xué)反解計(jì)算，此外還需實(shí)時(shí)獲得平臺(tái)工作空間內(nèi)的位置姿態(tài)值。
位姿閉環(huán)控制器根據(jù)輸入的目標(biāo)位姿與當(dāng)前平臺(tái)的實(shí)際位姿計(jì)算得到位姿控制量，然后通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解計(jì)算得到各個(gè)電動(dòng)缸對(duì)應(yīng)的控制量，各電動(dòng)缸根據(jù)對(duì)應(yīng)的控制量參數(shù)完成閉環(huán)控制，整體控制框架為雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)。本文中，位姿閉環(huán)控制器使用PID控制器完成。PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。