本文關(guān)鍵詞：六自由度平臺(tái)體感算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：動(dòng)感模擬器主要應(yīng)用于人機(jī)工程研究、安全和交通規(guī)則教育、駕駛訓(xùn)練和商業(yè)娛樂等領(lǐng)域,其關(guān)鍵技術(shù)的研究越來越受到重視。作為動(dòng)感模擬器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),Stewart六自由度平臺(tái)被廣泛地應(yīng)用。動(dòng)感模擬器除運(yùn)動(dòng)控制外的核心技術(shù)是體感算法,其中最經(jīng)典的是洗出濾波(Washout Filter),本文研究工作主要圍繞著體感算法展開。 本文首先對(duì)Stewart平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,應(yīng)用空間機(jī)構(gòu)學(xué)原理確定Stewart平臺(tái)的位置解算關(guān)系,建立了平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的速度、加速度與電動(dòng)缸的關(guān)系,完成了平臺(tái)的速度、加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)控制性能是模擬工作的保證,以上的Stewart平臺(tái)數(shù)學(xué)建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制、體感算法仿真以及驗(yàn)證等做好準(zhǔn)備工作。 體感算法利用平臺(tái)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及人體工程學(xué)原理,對(duì)輸入直線加速度和角速度信號(hào)進(jìn)行濾波處理,在有限工作空間內(nèi)盡可能再現(xiàn)真實(shí)駕駛的運(yùn)動(dòng)感。由于本論文采用的Stewart平臺(tái)工作空間相對(duì)較小,對(duì)最常見的小信號(hào)的直線加速度的模擬存在一定的人體感覺死區(qū),這將影響模擬逼真度。針對(duì)這一問題,本文在經(jīng)典洗出算法的基礎(chǔ)上提出一種不影響運(yùn)動(dòng)空間且能提高體感模擬逼真度的改進(jìn)算法,利用角加速度信號(hào)對(duì)直線加速度信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償,以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體感覺死區(qū)的補(bǔ)償。 最后,將該算法應(yīng)用于原理樣機(jī)。通過STM32開發(fā)板對(duì)MPU6050芯片進(jìn)行操作,測(cè)量經(jīng)典洗出算法改進(jìn)前后平臺(tái)加速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的經(jīng)典洗出算法針對(duì)平動(dòng)高通濾波器輸出加速度低于人體感覺閾值的瞬時(shí)加速度有明顯改善作用,提高了系統(tǒng)模擬的逼真度。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)感模擬 Stewart平臺(tái) 洗出濾波 MPU6050
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH703;TP391.9
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題來源及研究目的和意義10-11
• 1.2 動(dòng)感模擬器介紹11-16
• 1.2.1 動(dòng)感模擬器的分類與應(yīng)用11-12
• 1.2.2 動(dòng)感模擬器的構(gòu)成12-13
• 1.2.3 動(dòng)感模擬器的發(fā)展過程13-16
• 1.3 六自由度平臺(tái)介紹16-17
• 1.4 體感算法介紹17-18
• 1.5 本論文完成的主要工作18-20
• 2 六自由度平臺(tái)20-34
• 2.1 六自由度平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)20-22
• 2.1.1 六自由度平臺(tái)類型20-21
• 2.1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算21-22
• 2.2 Stewart平臺(tái)坐標(biāo)系的建立22-23
• 2.3 Stewart平臺(tái)工作空間向量23-24
• 2.4 Stewart平臺(tái)位置分析24-27
• 2.4.1 姿態(tài)變換矩陣24-26
• 2.4.2 Stewart平臺(tái)位置反解26-27
• 2.5 Stewart平臺(tái)速度和加速度分析27-32
• 2.5.1 速度變換矩陣27-28
• 2.5.2 上平臺(tái)速度和加速度分析28-29
• 2.5.3 電動(dòng)缸速度和加速度分析29-31
• 2.5.4 電動(dòng)缸速度和上平臺(tái)速度分析31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 3 體感模擬算法34-56
• 3.1 引言34
• 3.2 人體感知系統(tǒng)34-38
• 3.2.1 人體感知系統(tǒng)構(gòu)成34-35
• 3.2.2 人體耳石模型35-38
• 3.3 體感模擬原理38-39
• 3.4 經(jīng)典洗出算法總體結(jié)構(gòu)39-49
• 3.4.1 信號(hào)縮比策略40-42
• 3.4.2 平臺(tái)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)模式42-44
• 3.4.3 平臺(tái)平動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式44-47
• 3.4.4 平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式47-49
• 3.5 經(jīng)典洗出算法參數(shù)的選擇49-54
• 3.5.1 低通濾波器參數(shù)選擇49-51
• 3.5.2 高通濾波器參數(shù)選擇51-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 4 經(jīng)典洗出算法仿真及改進(jìn)56-68
• 4.1 仿真模型56-58
• 4.1.1 經(jīng)典洗出算法仿真框圖56-58
• 4.1.2 六自由度平臺(tái)SimMechanics模型58
• 4.2 濾波器性能分析58-61
• 4.3 問題的提出61-63
• 4.4 經(jīng)典洗出算法的改進(jìn)63-66
• 4.4.1 經(jīng)典洗出算法改進(jìn)原理63-64
• 4.4.2 角加速度轉(zhuǎn)換成角度的二次濾波64-65
• 4.4.3 改進(jìn)后的經(jīng)典洗出算法結(jié)構(gòu)框圖65
• 4.4.4 改進(jìn)后的經(jīng)典洗出算法仿真65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 5 動(dòng)感模擬器的實(shí)現(xiàn)68-80
• 5.1 引言68
• 5.2 試驗(yàn)系統(tǒng)硬件部分68-71
• 5.2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)主要部件及參數(shù)68-69
• 5.2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)控制說明69-70
• 5.2.3 平臺(tái)加速度采集70-71
• 5.3 改進(jìn)前后經(jīng)典洗出算法試驗(yàn)驗(yàn)證71-77
• 5.3.1 "rFactor2"仿真模擬器輸出數(shù)據(jù)71-72
• 5.3.2 經(jīng)典洗出算法改進(jìn)前后輸出加速度信號(hào)對(duì)比72-77
• 5.4 經(jīng)典洗出算法改進(jìn)前后比較77-78
• 5.5 本章小結(jié)78-80
• 6 總結(jié)與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 作者簡歷86-90
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳博,吳盛林,董彥良,袁立鵬;水陸坦克運(yùn)動(dòng)模擬洗出濾波算法設(shè)計(jì)[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

  本文關(guān)鍵詞：六自由度平臺(tái)體感算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：384055