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通過六自由度平臺研究汽車性能虛擬仿真實驗平臺
發布時間:2020-12-16 14:40

  六自由度汽車性能虛擬仿真實驗平臺是集機械、電氣、計算機與自動控制技術于一體的虛擬仿真實驗系統。六自由度平臺是由六支油缸,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成,下平臺固定在基礎上,借助六只電動缸的伸縮運動,六自由度仿真運動平臺可實現空間六個自由度的運動,即:俯仰、側傾、橫擺三個方向的轉動以及縱向、橫向、垂向三個方向的直線運動,可用于模擬車輛在道路行駛狀況。

  操作臺內安裝了控制卡系統、伺服驅動器、操作按鈕、旋鈕以及指示燈。帶有三屏顯示器接口的電腦,其中包含有3個操作軟件:1)運動控制卡操作軟件PEWIN32PRO ,用來進行通信檢測,單缸調試,狀態顯示,控制卡系統變量及用戶變量的設定等;2)平臺演示程序Simulator(包含基本配置文件、動態庫文件)用來測試平臺各項指標;3)視景系統操作軟件,用著各類車型駕駛培訓用的。演示程序采用Microsoft Visual Studio 2008編程,其程序有參數設置、單缸調試、自由度運動調試、連續運動演示等4個操作界面。每個界面右側為各界面切換按鍵和特殊功能鍵,通過點擊“參數設置”、“單缸調試”、“連續運動演示”、“自由度運動調試”可分別進入對應界面進行操作。

  應用工業計算機,將模擬平臺的目標位置如中心點空間位置X、Y、Z及夾角α、β、γ輸入計算機,計算機則自動計算出各伺服缸的目標位移,控制器則通過位置閉環以用戶設定的速度,到達模擬平臺目標姿態。伺服運動控制器包括相對獨立的六組控制回路,對于每組回路由位置控制閉環組成,它和線性位移傳感器、伺服比例閥和伺服缸構成快速度精度數字閉環控制系統。

  該虛擬仿真實驗平臺以六自由度并聯機構作為駕駛艙操縱仿真系統,能夠實現駕駛艙對仿真圖形的快速、穩定的反映,通過模擬駕駛艙和計算機實時生成汽車行駛過程中的虛擬視境、音響效果和運動仿真等駕駛環境, 以視景仿真管理軟件實現虛擬環境的“沉浸感、交互性”特性,為駕駛人提供了在坡路、顛簸路面等以及車輛加減速、轉向、側滑時的運動臨場感,同時能夠針對轎車、貨車、客車等各類車型進行包括臨界、極限工況的全工況仿真實驗,分析、預估和評價汽車的操縱穩定性、安全性、制動性、動力性和燃油經濟性,對汽車運動性能控制系統進行仿真、評價、預測和優化,提供車型結構參數匹配的最優化方案等,對于汽車的設計開發具有重要而現實的意義。

關鍵詞: 六自由度平臺,虛擬仿真實驗
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