[发明专利]一种基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统，其特征在于包括三个并联分支机构，每个并联分支机构包括一台三相交流伺服电机(1)、减速器(2)、一根主动杆(4)、一根从动杆(6)；

各个并联分支机构的三相交流伺服电机(1)分别安装在固定平台的三个安装孔里面，安装孔成等边三角形分布，三相交流伺服电机(1)连接减速器(2)，减速器(2)的轴安装减速器转动轴(3)，减速器转动轴(3)的连接主动杆(4)的一端，主动杆(4)的另一端通过主动杆转动轴(5)连接从动杆(6)的一端，从动杆(6)的另一端通过从动杆转动轴(7)，连接动平台(8)，动平台(8)呈等边三角形；

三个并联分支机构的三相交流伺服电机(1)，联合驱动主动杆(4)，由主动杆(4)带动从动杆(6)使动平台(8)按照期望轨迹运动；

三相交流伺服电机(1)的端部安装增量式编码器，连接Dspace半物理仿真控制卡的编码器信号接口，用于检测三相交流伺服电机(1)实际位置；

动平台(8)上设有支架(9)，支架(9)上安装两个呈直线分布的三自由度加速度传感器，即，第一三自由度加速度传感器(11-1)和第二三自由度加速度传感器(11-2)，用于检测动平台(8)的两个平动自由度和一个转动自由度方向加速度；主动杆(4)上分别安装单自由度加速度传感器，即，第一单自由度加速度传感器(10-1)、第二单自由度加速度传感器(10-2)和第三单自由度加速度传感器(10-3)，用于检测主动杆(4)转动自由度方向加速度；

所述三自由度加速度传感器和单自由度加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入端通过电缆连接，电荷放大器输出端连接Dspace半物理仿真控制卡的A/DC接口；三相交流伺服电机(1)通过伺服驱动器与Dspace半物理仿真控制卡的I/O接口连接。

2.根据权利要求1所述的基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统，其特征在于：所述单自由度加速度传感器安装在主动杆(4)、距离主动杆转动轴(5)轴心180mm的中心位置；

所述第一三自由度加速度传感器(11-1)安装在动平台(8)的中心，第二三自由度加速度传感器(11-2)安装在y轴正方向距离动平台(8)中心40mm的位置。

3.根据权利要求1所述的基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统，其特征在于：所述三自由度加速度传感器和单自由度加速度传感器，均为压电式电荷输出型加速度传感器。

4.权利要求1至3任一项所述基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：Dspace半物理仿真控制卡发送控制信号给伺服驱动器，三相交流伺服电机(1)接收到伺服驱动器输出的驱动信号后，带动减速器(2)转动，通过主动杆(4)和被动杆(6)使动平台(8)按照预定轨迹运动；

步骤二：三相交流伺服电机(1)端部安装的增量式编码器实时检测主动杆(4)的实际位置，增量式编码器将信号经伺服驱动器分频后输入Dspace半物理仿真控制卡的编码器信号接口，将实际位置与期望位置作差，偏差信号经过位置闭环控制产生控制信号，控制信号经过Dspace半物理仿真控制卡的D/AC接口输出控制信号到伺服驱动器，驱动三相交流伺服电机(1)运动，使主动杆(4)的运动精确跟随期望轨迹，进而使动平台(8)按预定轨迹运动；

步骤三：在运动过程或者点定位时，由单自由度加速度传感器和三自由度加速度传感器分别测试得到主动杆(4)和动平台(8)的加速度，加速度信息反映主动杆(4)和动平台(8)的振动情况，将三相交流伺服电机(1)作为制动器可抑制运动过程中的振动或者定位时的自激振动，实现动平台(8)在点定位或者运动过程中的高精度。

5.权利要求4所述基于加速度传感器抑制并联平台振动控制系统的控制方法，其特征在于：步骤三所述由单自由度加速度传感器和三自由度加速度传感器分别测试得到主动杆(4)和动平台(8)的加速度，检测过程如下：

动平台(8)的两个平动加速度值和一个转动角加速度值通过以下公式计算得到：

安装在动平台(8)中心的第一三自由度加速度传感器(11-1)测得x方向加速度a_x1和y方向加速度a_y1，第二三自由度加速度传感器(11-2)测得x方向加速度a_x2和y方向加速度a_y2，动平台中心点处的旋转角加速度为aθ=ay2-ay1y2-y1.]]>