4D动感座椅是高端影视放映业的核心产品,能够根据立体片源的情节模拟出振荡、摇摆、坠落等特效动作,再配合声光电、喷水、烟雾、气味、吹风等特效效果,使观众从视觉、听觉、触觉等各种感官上更深入直接地融入到影片情节当中。其模拟运动的精细程度以及协调同步能力是控制系统设计所面临的难题,本文结合运动平台多轴联动以及伺服运动控制技术对动感座椅控制系统进行设计研究,具体工作如下:(1)提出基于PC-PLC控制架构和运动模拟采集器的智能化控制系统解决方案,将整体控制系统划分为数据采集模块、中央控制模块和伺服执行模块三大功能模块。采用由运动模拟器和采集仪表构成的数据采集模块能实现对模拟运动数据的智能化采集,与传统的人工编辑方式相比,具有运动配置文件产出效率高、错误率低的优点。采用基于PC-PLC控制架构的中央控制模块,与同类产品采用的单片机和嵌入式系统相比,软件开发功能更强大、抗干扰能力更强、工作更稳定更可靠。采用电动伺服系统的伺服执行模块,与传统产品所采用的气动、液压系统相比,其控制精度更高、噪音和污染更小、维护更容易。(3)完成中央控制模块的上/下位机控制软件设计和实现,设计的上位机控制软件负责系统的数据处理和调度,可实现对各功能模块的总体控制,具有原始数据采集、数据优化处理、控制指令发送的功能。下位机控制软件可实现对控制终端和执行机构的运动控制和半闭环伺服控制的位置反馈监控。(4)完成所设计的控制系统测试,测试结果表明,所设计控制系统可以实现从模拟运动轨迹的数据采集、数据优化平滑处理到平台运动姿态控制的各项功能,达到了项目的预期目标。最终产品成功应用于市场,与同类产品相比,其动感座椅的模拟运动效果更加舒适逼真,同步效果更好。同时,其市场适用性更广工作稳定性及可维护性更强。