[发明专利]一种二次平台的水平跟踪系统

说明书

技术领域

本发明属于平台动态跟踪的技术领域。

背景技术

在现代社会中，经常需要高平面度的平台，比如在空间交汇对接、地面测量、导航、网络通信和编队控制等全物理仿真实验中，需要支撑整个地面仿真器，为地面仿真实验提供基础平台；为编队卫星地面试验验证、控制算法验证分析等物理仿真试验提供平台支撑。由于平台运动或者是静止时都有可能由于大面积水平基座的不平整等原因处于倾斜状态，不利于为负载提供尽可能水平的作业平台保证准确对接，因此需要平台在静止和运动状态都能够被快速、准确的调平，以保证平台足够的水平度。

整个交会对接仿真试验的核心部分是由二次平台、六自由度气浮台轨道器及六自由度气浮台上升器构成，整个系统运行在大型花岗岩平台上。二次平台是仿真试验的重要设备之一，该设备应用在大理石平台和六自由度气浮台（轨道器）之间，为六自由度气浮台提供水平基础，同时能提供气源和电源。二次平台可以在一定程度上降低对大理石基础平台的平整度的要求，还可以为六自由度气浮台提供一个仿真试验的初始条件。

为使二次平台能够为六自由度气浮台提供良好的仿真试验条件，就需要为二次平台设计一种合适的运动控制系统及方法，设计出一种使得二次平台能实现大范围平动和全方位运动的技术方案，这样就能较好的跟踪六自由度气浮台，同时也能较好的完成其他仿真条件的提供。

发明内容

本发明的目的是提供一种二次平台的水平跟踪系统，是为了解决现有平台大范围平动和全方位运动方案中，在运动、平移、旋转的情况下，存在跟踪精度不高、实时性差、结构复杂、跟踪范围较小的问题。

所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种二次平台的水平跟踪系统，它包括平台1、第一滚轮总成2、第二滚轮总成3、第三滚轮总成4、第四滚轮总成5、工控机总成6、第一激光位移传感器8、第二激光位移传感器9、第三激光位移传感器10、第四激光位移传感器11、陀螺仪传感器12，此外在此设计方案中用气垫平台7指代六自由度气浮台。

第一滚轮总成2、第二滚轮总成3、第三滚轮总成4和第四滚轮总成5都安装在平台1的底面上，使第一滚轮总成2、第二滚轮总成3、第三滚轮总成4和第四滚轮总成5都工作在同一水平面上；使第一滚轮总成2的滚动方向与第二滚轮总成3的滚动方向、第三滚轮总成4的滚动方向、第四滚轮总成5的滚动方向互相垂直，气垫平台7设置在平台1的上平面上，陀螺仪传感器12设置在气垫平台7上，第一激光位移传感器8、第二激光位移传感器9、第三激光位移传感器10、第四激光位移传感器11圆周均匀分布在平台1上，用于检测平台1上气垫平台7的位置；所述工控机总成6包括工控机6-1、四路运动控制板卡6-2、第一电机驱动器6-3、第二电机驱动器6-4、第三电机驱动器6-5、第四电机驱动器6-6；工控机6-1的数据总线输出输入端与四路运动控制板卡6-2的数据总线输入输出端连接，四路运动控制板卡6-2的四路驱动控制输出端分别连接第一电机驱动器6-3的控制输入端、第二电机驱动器6-4的控制输入端、第三电机驱动器6-5的控制输入端、第四电机驱动器6-6的控制输入端；第一电机驱动器6-3的驱动输出端与第一滚轮总成2内的电机输入端连接，第二电机驱动器6-4的驱动输出端与第二滚轮总成3内的电机输入端连接，第三电机驱动器6-5的驱动输出端与第三滚轮总成4内的电机输入端连接，第四电机驱动器6-6的驱动输出端与第四滚轮总成5内的电机输入端连接；工控机6-1的五路传感器信号输入端分别连接第一激光位移传感器8的信号输出端、第二激光位移传感器9的信号输出端、第三激光位移传感器10的信号输出端、第四激光位移传感器11的信号输出端、陀螺仪传感器12的信号输出端。

本发明是利用激光位移传感器测距和陀螺仪传感器测角速度结合的方式，这种测量方法精度高、结构简单，解决了传统的二次平台在跟踪六自由度气浮台（轨道器）时，实时性差，结构复杂，精度不够高的问题。

采用合适的平台建系方法和速度分解算法，实现了二次平台的大范围平动和全方位移动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中平台1的仰视结构示意图；

   图3是图1中工控机总成5的组成连接及与第一滚轮总成2、第二滚轮总成3、第三滚轮总成4、第四滚轮总成5、第一激光位移传感器7、第二激光位移传感器8、第三激光位移传感器9、第四激光位移传感器10、陀螺仪传感器11的连接关系的结构示意图；

   图4是在气垫平台7整体运动时，第二滚轮总成3的速度分解示意图。

具体实施方式