大型液压动感平台的设计与实现

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1、分类号学号M201370632学校代码10487密级硕士学位论文大型液压动感平台的设计与实现学位申请人：：：赵晓松学科专学科专业学科专业业业：：：机械机械工程机械工程指导教指导教师指导教师师师：：：施松新副副副教授副教授张华书副教授答辩答辩日期答辩日期：：：2015.05.15AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringDesignandimplementationoflargehydraulicdyna

2、micplatformCandidate:ZhaoxiaosongMajor:MechanicalEngineeringSupervisor:Ass.Prof.ShiSongxinAss.Prof.ZhangHuashuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明独创性声明独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

3、的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以

4、上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华华华华中中中中科科科科技技技技大大大大学学学学硕硕硕硕士士士士学学学学位位位位论论论论文文文文摘摘摘要要要本课题源于华中科技大学东莞工研院横向课题—纪念武昌起义—武昌起义纪念馆互动式动感体验平台项目，致力于创造一个基于虚拟现实技术的能够使人完全沉浸的虚拟环境。本课题研究的包含液压动感平台的机械主体、平台动力系统、动力控制系统和数字放映控制系统。本课题在设计过程中，借鉴并联Stewart平台机构，对比Stewart平台在工业发展中的应用，根据项目的具体需求设计出现场

5、最合理的机械结构，并分析该平台核心部分支撑机构的工作原理，分析弹簧的作用和设计方式。在动力系统方面，考虑到本平台空间要求很大，承载量要求很高，我们摒弃4D影院动感平台一贯采用的伺服电机，利用液压作为动力源。在动力控制系统方面，考虑到微控制器（MCU）如单片机等的开发周期较长，调试难度较大，我们采用市场上较为成熟的可编程逻辑控制器即PLC作为主控单元，PLC作为下位机和上位机（电脑主机）通过自由口通讯协议达成互联，上位机通过发送特定的ASCⅡ码的方式控制PLC执行相应子程序，控制液压系统执行相应动作。PLC不仅仅可以作为动力控制系统的主控单

6、元，还可以作为数字放映控制系统的主控单元。动感平台的运动控制过程为：PLC读取运动指令和模拟量反馈信号，通过内部PID运算，控制比例阀的阀口开合度，并将开合度发给比例阀，以控制液压杆的运动方向和速度。比例阀将执行结果的状态以模拟量信号反馈给PLC形成闭环。时间轴的同步性可利用数字播放控制系统根据影片的要求进行时间轴上的动作设计。在动作的连续上，利用PID控制面板，给出各个动作的执行时间，从而设计动作的时间曲线，达到结合影片和环境特效的动感平台连续动作。关键字关键字：关键字：：：动感平台液压动力PLCPID闭环控制自由口通信I华华华华中中中

7、中科科科科技技技技大大大大学学学学硕硕硕硕士士士士学学学学位位位位论论论论文文文文AbstractThisthesisisbasedontheHuazhonguniveristyofscienceandtechnologyDongguanindustrialresearchinstituteproject-tocommrmoratetherevolutionof1911-Shouyiscienceandtechnologymeseumplatformproject,whichiscommittedtocreatedavirtualenvi

8、ronmentoftheelectromechanicalintegrationtechnologythatcanmakepeoplecompletelybasedonThistopicist