The modeling and simulation of a stewart platform using the labview environment

Abstract

Bu tez, donanım yapısı ve kontrol prensibi ile Stewart Platform, olarak bilinen 6 serbestlik dereceli paralel manipülatörün prototipini sunmaktadır. Sistemin, ana fonksiyon modülüne ve kontrol sistem yazılımına odaklanılmıştır. Platform, genellikle hareket simülatöründe, dinamik doğrusal ve açısal hareketleri gerçekleştirmek için kullanılmıştır. İlk Stewart Platformlar, sürüş mekanizması olarak hidrolik motorlarla hareket ettirilmekteydi. Ancak endüstri uygulamalarında elektronik kontrollü servo sistemi ve seri servo kontrol teknolojileri ortaya çıktıkça, düşük maliyet ve yüksek verimlilikle çalışan bu sistemlerin standart ve pahalı hidrolik sistemlerin yerine geçtiği gözlemlenmiştir. Bu tezde, Stewart platformun kinematik analizi Processing ortamında tasarlanmış ve simüle edilmiştir. Ayrıca, dinamik modeli uygun hareketler ve rotasyonlar elde edebilmek amacıyla MATLAB ortamında geliştirilmiştir. Platform iki ana (üst ve alt) plaka, altı servo motor ve üst plakayı alt plakaya bağlayan altı aluminyum bacaktan oluşmaktadır. Her bir servo motor, sistemin kontrolünü sağlamak amacıyla myRIO gömülü sistemi ve tasarlanan motor sürücü kullanılarak çalıştırılmıştır. Platformun kontrol paneli LabVIEW kütüphanesinden faydalanılarak tasarlanmıştır. İlgili sistem kontrolü, kontrol paneli üzerinden x, y ve z koordinatlarına göre, roll, pitch ve yaw özel açılarının manuel olarak girilmesiyle belirlenen hareketleri gerçekleştirir.

This thesis presents a prototype of 6 DOF parallel manipulator known as the Stewart Platform with its hardware structure and control principle. It focuses on the main function module and realization of the control system software. The platform is commonly applied in parallel manipulator to carry out angular and linear rotations. The Platform is actuated by the hydraulic motors in the past for the operating mechanism. Servo systems and servo control technologies arise in industry applications, the advantages of low-cost and high-efficiency helps the electric servo system moderately changing standard hydraulic systems in the many fields of industry sector in recent years. In this thesis, kinematic analysis of the platform was modeled in Processing (IDE) and, dynamic model of the platform is advanced in MATLAB library that is provided to get proper motions and rotations. The platform consists of two major (upper and lower) plates, six servo motors and six legs linking top plate to base plate via aluminum joints. Each servo motor is connected to the myRIO embedded device and motor shield to provide the control rotations and motions of the system. The control panel of the platform is designed based on LabVIEW environment. The system control is performed by entering the specified angles related to the roll, pitch and yaw regarding the coordinates of x, y, and z manually.