[发明专利]一种六自由度地震体验试验系统及其控制方法

摘要

本发明属于地震模拟设备领域，具体涉及一种六自由度地震体验试验系统及其控制方法。其系统包括控制单元、伺服驱动单元以及地震体验试验台，从而具备实时性高、扩展灵活、易于维护、响应速度快、工作可靠稳定且运动轨迹平滑的优点，可实现对地震所产生的横波、纵波乃至面波的高精度模拟功能。本控制方法是通过动力学仿真软件建立地震体验试验台的运动仿真数学模型，通过之映射到关节空间，并进行运动轨迹拟合插值计算，获得各活塞缸处活塞杆的运动信息文件；随后执行各活塞缸处活塞杆位移的闭环控制动作，使地震体验试验台按照规划的运动路径模拟再现地震波的运动过程。本控制方法可进一步确保试验台动作时的轨迹平滑性、稳定性及高精度性。

主权项

一种六自由度地震体验试验系统，其特征在于包括以下组成部分：控制单元(10)：包括工控机和运动控制器，所述工控机和运动控制器通过工业实时以太网总线彼此连接，以实现工控机与运动控制器之间的高速通讯；伺服驱动单元(20)：包括伺服电机和以及用于驱动伺服电机动作的驱动器，所述伺服电机对应控制独立的活塞缸作行程动作；驱动器与运动控制器之间以基于CANopen协议的工业实时以太网总线连接，从而实现控制单元与伺服驱动单元之间的高速通讯；地震体验试验台(30)：由伺服电机驱动而产生相应动作；该试验台包括彼此板面平行的下平台(31)以及位于下平台(31)上方的上平台(32)，在下平台(32)上板面处架设有用于驱动上平台(31)产生六自由度动作的六组活塞缸(33)，每组活塞缸(33)的活塞杆端与缸壁端分别与两平台的相邻板面间构成铰接配合。