功能
1) 模拟六个自由度的运动，包括俯仰、（左倾右倾）滚转、垂直升降运动；
2) 模拟各种条件的变化引起的运动，如大气扰动和武器发射等；
3) 模拟着陆接地姿态和碰撞以及急停时出现的运动；
4) 模拟在接近真实频率处的振动和抖振以及大气紊流在对应自由度上引起的抖振。
六自由度运动平台广泛地应用于以下场合：
运动模拟SimPlat（模拟、驾驶模拟、道路模拟、海浪模拟、地震模拟体验台）；精密定位/空间对接PrePlat （微动机构、大规模集成电路加工、并联挖掘机械、并联机床、工业装配机械手、空间对接技术地面试验、大型望远镜、误差补偿装置、照相机聚焦）六维力/力矩传感控制平台，振动平台SwayPlat（利用它的快速响应能力）。
六自由度电动平台关键部件为电动缸、减速机、伺服电机、伺服电机驱动器、运动控制卡等，其具有响应速度快，灵敏度高，控制精确，结构简单，可靠性高，噪音小，清洁卫生，便于维护。针对真空应用环境，采用特别的结构设计和高低稳特殊材料，电机和电缸进行特别订制处理。控制系统操作简单，使用人员经过简单培训部即会使用。整套系统结构，电缸和伺服电机都采用有限元仿真分析计算。
概述
六自由度运动平台由软件部分系统、电气控制系统、动力电源系统、运动平台机械组成。
嵌入式软件部分主要包括用户界面程序、伺服算法程序、PID参数设置程序等。用户界面程序采用VS C#编写，界面友好，使用方便，可接收用户的鼠标和键盘输入，设置工作模式，RuleLab轨迹规划运动的曲线类型等（正弦、连续、圆弧等），可接收外部的指令，使平台在跟随状态下运行。
电控部分接收控制系统输出的指令数据，并将其传输给伺服驱动器，驱动器将信号放大后控制电机运动，进而带动电动缸运动，并终使平台实现各种姿态。包括工控机、伺服驱动器、伺服电机及相关电器元件等。
运动平台主要由以下部分组成：运动上平台、下平台（基座）、电动缸、减速机伺服电机、伺服驱动器系统、传感器测量系统、姿态运算系统、TecBox控制系统以及监测系统组成。
机械部分用于支撑负载，包括上平台、上连接铰、下连接铰、电动缸、支撑架、底座等。平台由电动缸驱动，进行横滚、偏航、俯仰三个姿态和X、Y、Z平移共六个自由度的运动。
六个电动缸通过万向节铰链（或球铰链）将上、下两个平台连接而成。下平台固定在基础面上，借助六个电动缸的伸缩运动，完成上平台在三维空间六个自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的运动，从而模拟出各种空间运动姿态。
总体参数
单缸运动——单缸手动测试
单步运动——6个自由度（横摇、纵摇、艏摇、升降、航向位移、横向位移）
正弦运动——可实现单自由度和多自由度LocLab复合的正弦运动
复合运动——通过一定的轨迹规划RuleLab进行球面运动、圆周运动、扇形运动、螺旋运动相应力控制
脚本运动——可实现对路谱、海浪谱、谱和地震谱等的运动复现
体感运动——速度、加速度及数据洗出算法
质心调整——可将运动坐标系原点平移到试件的某一点
初值标定——具有精确零位校准
位置锁定——根据模拟出的包络空间运动范围内实现任意位置的锁定功能
三维动画——控制系统采用实时控制并实时记录台体运动参数并以三维动画重现试验过程及保存。
数据回放——具有独立的实时测量系统及数据存储。
远程调试——通过物联网技术或者通过移动端连接，实现远程控制和数据传输
机械部分
六自由度并联运动平台由机械本体和伺服控制系统组成。机械本体设计的优劣直接决定了平台工作空间、带载能力、运动稳态精度等性能，而良好的伺服控制系统设计则是确保平台达到其设计性能指标的基础，甚至能够在一定程度上提高平台的运动性能，运动平台由如图3所示的七部分组成：
图2- 5运动平台机械结构图
1平台上底板 2上铰支座连接座 3上铰支座组件 4电动缸组件 5下铰支座组件 6下铰支座连接座
7平台下底板
电气部分
该Stewart并联机构的六个支撑为六个电动缸。六自由度运动平台在控制系统检测和控制下运行。并将控制信号下达给实时控制计算机。计算机控制系统通过位置-缸长的运动学反解算，通过驱动伺服电机改变电动缸缸长，以实现运动平台的六个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动。
图2- 6控制系统示意图
控制系统原理是通过来自上位机输出平台姿态的状态信号（3个位移量X，Y，Z和俯仰角α，倾侧角β，转向角γ的六个位姿以及相应的速度和加速度），经过下位机计算机通讯接口进入计算机运算，并经解算转换成6台伺服缸的指令信号通过伺服控制，从而求得当前时刻运动平台在空间的实际姿态（3个位移量，3个转角）。通过编码器反馈信号的换算，经总线反馈至计算机完成计算，并采用数字式闭环控制6台电动缸同时协调动作构成平台运动的瞬时姿态。实时精确地控制各电动缸的伸长量，同时信息传输给控制器，控制器通过计算确保六只电动缸的协调动作以及控制精度。
控制系统采用全数字伺服控制系统，根据姿态指令，运用平台反解解出六只电动缸的伸长量，通过总线传递给驱动器，由驱动器得到信息并驱动电动机转动，电动缸按照指令伸缩，平台亦运行到相应姿态。驱动器可实时检测出电动机的力矩、速度、位置信息通过总线发送到控制器，构成闭环控制系统。
伺服电机 其转矩特性图如图所示
图2- 7伺服电机转矩特性图
伺服驱动器
伺服系统主要包括交流伺服电机与交流伺服驱动器，采用的交流伺服系统是台达公司的ASD-B3系列交流伺服驱动器和ECMA系列的交流伺服电机，ASD-B3伺服驱动器具有2个RJ45通讯接口且支持EtherCAT总线通讯，其具有调试简单、布线简单、出色的定位同步性能、较高的动态性和超低振动等优点。
本平台的伺服控制系统中，所选用的交流伺服驱动器具体型号为ASD-A2-3023-E，与之配套的交流伺服电机是ECMA系列的ECMA-CA1330R4型。该伺服电机为三项380V的交流伺服电机，其额定输出功率为3kW，额定转速3000 rad/min。
驱动器系统：接收用户控制指令，通过控制伺服电机的输入，对伺服电机的输出转速和转角进行控制，达到控制电动缸活塞杆出速度和行程的目的。通过速度反馈，力矩反馈及位置反馈监控，控制电机的高精度运行。该系统在硬件的快速拆装性、控制的精确性和安全性，以及通讯协议的兼容性等方面都有了跨越式的进步，其中向导式操作和图形化界面可以大大方便用户编程和调试。此外，伺服系统的模块化设计，也使现场总线协议、存储器容量和安全级别的选择更加灵活。高度的模块化还为将来的升级提供了保证。
伺服系统的指令给定方式，除了使用内置于的IO点和总线接口之外，可以根据用户需求扩展通信模块。
运动控制器
使用的是TecPlat Stewart六自由度并联平台，平台拥有完整的空间六自由度运动能力，六台交流伺服驱动器与主站之间采用EtherCAT总线进行通信，相比于传统的脉冲式驱动器，EtherCAT不存在脉冲丢步的问题，控制精度更高，接线简单，故障率低。
控制系统采用了EtherCAT总线的“PC+Beckhoff德国倍福+TecBox运动控制器”的控制方案，倍福的TwinCAT3主站内置了Windows7E嵌入式专业版操作系统，兼容绝大多数Windows桌面应用，主站还配备一个USB2.0接口和一个USB3.0接口，可以外界鼠标和键盘，显示器可以通过DP接口连接主站，操作时，可以通过人机界面对平台动作进行控制和监控。
针对六自由度平台，采用了TecBox基于PC理念的Beckhoff运动控制器，在TwinCAT的实时环境下进行下位机的程序开发，其功能主要包括平台的运动与平台的故障检测，并提供平台运动状态信息，运动控制器通过EtherCAT总线发送控制指令和读取各伺服驱动器的运行状态。
运动控制和算法（略）。
客服