[发明专利]两自由度微动座椅运动控制方法

权利要求书

1.一种两自由度微动座椅运动控制方法，其特征在于，运动控制器作为运动姿态算法解析及逻辑控制，通过控制两台伺服电机带动电缸执行机构做出姿态运动模拟，两台伺服电机分别带动座椅做出翻滚和俯仰动作；执行上位机命令的电机控制系统即伺服系统使用绝对位置方式控制，在通电后运动控制器与伺服系统通信读取当前姿态位置数据，并写入运动控制器的数据缓存寄存器，实现在断电重启后姿态位置数据读取；所述绝对位置指基于零点为运动地址基准点；运动座椅默认工作在自动模式下，通电后运动座椅自主寻找零点位置，完成后指示灯亮起，便可接收上位机姿态位置数据进行运动姿态模拟；通过上位机发送使能信号开启/关闭运动座椅运动使能，或手动开启/关闭运动座椅运动使能；在运动过程中按下停止运动按钮将停止姿态模拟，运动座椅低速返回至零点位置，返回过程/返回至零点时按下运行按钮便可再次启动；

所述运动控制器的逻辑控制包括：

a.运动控制器通过以太网连接接收上位机发送的模拟软件的姿态角度、角速度，姿态角度姿态响应最小分辨率为0.1°，通过角速度及当前运动角度计算电机旋转速度，数据包刷新频率为1～200Hz；

b.运行周期固定为5ms，实时刷新解析运动数据；

c.运动控制器根据上位机发送的模拟软件的姿态角度，结合运动座椅自身结构，解析当前角度对应的电机执行机构的位移地址，将解析完成的电机执行机构的位移地址通过高速脉冲端口发送至伺服系统；

d.运动控制器根据上位机发送的模拟软件的角速度，结合当前绝对位置偏移量，实时运算电机运行速度，将运算完成的电机运行速度存入数据缓存寄存器；

e.运动控制器实时读取运动座椅位置、速度、转矩数据，运动控制器通过比较设定值与反馈值实时调整，以达到更加精确的位置、速度、转矩控制；

f.运动过程中运动控制器可快速响应新的姿态位置及运动速度，当接收到新的运动地址及速度，立即执行新的运动数据；

g.支持绝对地址限位，绝对地址是指基于零点位置开始计算的位置偏移量，运动座椅最大运动范围为翻滚±16°、俯仰±16°姿态模拟，运动座椅只能够在限制绝对地址内运动，超出绝对地址限位，取最大/最小绝对地址运行；

所述运动控制器的运动姿态算法解析包括以下步骤：

S1.开始；

S2.接收上位机姿态角度、角速度，并将接收到的数据转换为单精度浮点数，存入数据缓存寄存器，数据刷新频率为1～200Hz；

S3.将姿态角度数据倍率缩小10倍，保留小数点后一位，精确到0.1°；

S4.将当前指令姿态角度与运动座椅运动姿态角度进行比较；将当前指令姿态角度与运动座椅运动姿态角度极限进行比较；

S5.若指令姿态角度＞运动座椅运动姿态角度，则写入最大姿态角度；若指令姿态角度＜运动座椅运动姿态角度，则写入最小姿态角度；若超出运动座椅运动姿态角度极限，则将极限姿态角度写入数据缓存寄存器；

S6.通过位置反解算法解析电缸运行绝对定位地址，并写入数据缓存寄存器；

S7.通过位置反解算法解析完成的姿态角度数据，转换为电缸绝对定位地址；

S8.通过位置反解算法合成L/R电缸绝对定位地址；

S9.电缸绝对定位地址转换为电机脉冲数；

S10.将转换好的单精度脉冲数转换为有符号的脉冲数；

S11.将有符号的脉冲数存入绝对定位地址寄存器，循环运行；

S12.退出；

位置反解算法具体如下：

A.Rx：翻滚角Ry：俯仰角l_i：单姿态电缸伸缩量l_o：电缸初始长度

a1：L电缸合成伸缩量a2：R电缸合成伸缩量A_i：结构夹角

B.i＝(1，2，3)；

a1＝l₁+l₃-l₀，a2＝l₂+l₃-l₀

2.根据权利要求1所述的一种两自由度微动座椅运动控制方法，其特征在于，运动座椅还连接两个紧急停止按钮，在控制程序中设置为最高等级，按下后运动座椅立即减速停止在当前运动位置。