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关于六自由度液压伺服运动系统研究

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-28 编辑:经典语录

Flight Simulator是一个复杂的实时仿真系统,可以模拟飞机的各种飞行条件,为飞行员提供逼真的视觉,听觉,动态和动态感。飞行模拟器液压伺服运动系统是一个六自由度运动平台,可以执行俯仰,横摇,偏航角运动以及围绕空间坐标的三个轴的三个仰角,横向和纵向线性运动。该平台具有六个独立的液压伺服系统。计算机通过控制六个执行器的伸缩来控制六个运动阶段的运动。

1六自由度运动系统结构

六自由度运动系统主要包括以下部分:通用铰链下部支撑,液压执行器,蓄能器,通用铰链上部支撑,油源,控制电缆和运动控制计算机。

1. 1个通用铰链轴承组件

每个通用铰链上下支座组件均包括两个连接到运动平台底部或地面的接头,该平台可在最大偏移范围内自由移动,而不会受到任何机械阻碍。万向节上的万向节的主轴和辅助轴均装有楔形球轴承。万向节的主轴,下节万向节的主轴和辅助轴均装有滚柱轴承,所有轴承均已调节到规定的负荷。旋转无间隙。

1. 2个伺服执行器组件

运动伺服执行器是一个活塞杆和一个非对称缸,在活塞上带有静液压轴承。六个执行器控制整个运动平台的六个自由度。其中,液压执行器的设计特殊,包括液压缸,液压管,电动液压伺服阀,溢流阀,止回阀,节流阀和位移传感器。

1. 3油源

油源设计为一个完整且独立的子系统,包括泵,驱动马达,控制器,油箱,相关的设备以及用于运动和油冷却的阀门。运动泵由110 kW电机驱动,具有可变的泵容量和压力补偿。在系统压力为19 MPa的情况下,系统的最大流量可以调整为近422 L/min,连续流量为292 L/min。泵的最小额定工作压力为25 MPa。运动泵从油箱中抽油。储罐的入口和出口分开,以实现更好的散热。高压蓄能器直接安装在油源上。在正常运行期间,泵,控制阀或其他液压系统组件不会发生气蚀,并且阀不会发抖。在特定项目中,油源的流量和压力会根据需要进行更改。

2伺服执行器液压控制原理

伺服执行器的液压执行器控制原理是,伺服执行器的上腔室与系统压力油管相连。油流入和流出下部腔室F,并由电动液压换向阀控制。当入口液体的输入压力大于12。2 MPa时,如果电动液压换向阀5不工作,则换向阀处于常开位置,并且液压油通过油箱直接返回到油箱。节流阀6;换向阀3、4起作用,电动液压换向阀A起作用,当AP,BT位置连接时,液压油通过点M进入致动器的下部腔室F,此时致动器被拉长;当AT,BP时,当连接该位置时,执行器的下部腔室F形成负压,油箱中的液压油通过节流阀6返回到油中,执行器的延伸部分缩回。

当执行器伸缩时,执行器的缓冲行程为75 mm。在整个执行器油路控制中,包括具有故障显示功能的电动液压伺服阀,溢流阀,止回阀,节流阀等组成。活塞的上下速度受硬件限制为0. 688 m/s,以防止在缓冲过程中过载。

磁位移传感器固定在致动器的顶端,传感器的电缆从致动器的活塞杆的上端连接到传感器电路盒。运动伺服执行器配有压力传感器,用于测量执行器底部的压力,作为安全信号和对控制系统的反馈信号。执行器还装有微型限位开关,以检测活塞杆的完全缩回位置。在执行器的侧面提供了一个连接器,用于铺设伺服阀,压力传感器和位移传感器的电缆。

3执行器伺服控制原理与安全保护

3. 1执行器伺服控制原理

执行器伺服控制工作原理:飞行模拟器主计算机通过收集飞行控制等参数来计算三个方向的轴向线性加速度,角速度,角加速度和三个姿态角。经过浮点计算等之后,对复数变换进行滤波,以获得可以反映飞行员在飞机座椅上产生的力的运动驱动信号以及作为伺服执行器的其他动态信号。然后,通过D/A转换将驱动信号转换为模拟气缸。在伺服回路中,通过隔离放大,预滤波和伺服放大来控制信号,以控制电动液压伺服阀的切换量,从而控制进出液压油的数量,以及最终控制执行器的伸缩量。同时,执行器中的传感器还提供压力和位置反馈信号以及控制信号,以共同控制电动液压伺服阀以将执行器带到精确位置。

3. 2执行器安全保护机构

(1)位置检测与保护

执行器的数字控制系统基于位置控制。当模拟器运动系统工作时,运动控制计算机通过磁位移传感器实时采集执行器的位置信号,然后将执行器的位置反馈给运动计算机。将动筒位置的设定值与实际值进行比较,并将差值发送到控制阀,并使用控制阀调节进出油量。微型限位开关安装在执行器运动的关键位置,以检测活塞杆的完全缩回位置。一旦超过最大行程,限位开关将被触发,运动系统立即激活安全保护,中断执行器的操作,并缓慢降低运动平台。

(2)压力检测与保护

当模拟器运动系统工作时,运动控制计算机将收集执行器压力传感器信号。当压力传感器超过最大压力范围时,计算机将触发警报系统,运动系统立即启动安全保护,运动泵停止工作,执行器释放压力,中断执行器并降低运动平台。此外,液压控制系统配有压力安全阀以防止超压。运动泵的出口还配有安全阀,该安全阀由电磁线圈控制。如果压力传感器损坏,一旦压力过大,泄压阀将自动释放压力。确保系统安全运行。

4结论

6自由度液压伺服运动系统是飞行模拟器的关键组件。计算机控制六个液压伺服执行器,以实现飞机俯仰,横滚,偏航,升力,纵向平移和横向平移的6个自由度。运动仿真。本文详细分析了液压伺服执行器的工作原理和控制原理,对六自由度运动系统的开发和应用具有一定的指导意义。

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