發(fā)布時間：2017-10-25 19:13

  本文關鍵詞：面向車載設備的多維激振平臺系統(tǒng)研制

  更多相關文章： 多維激振平臺 可重構并聯(lián)機構 作動器 磁力彈簧 運動學標定

【摘要】：車輛在行駛過程中會產生垂向、橫向、縱向、側傾、俯仰和橫擺等多個維度的復合顛簸。為了最大程度的復現(xiàn)這種顛簸運動,給汽車零部件提供更為有效的振動試驗環(huán)境,本文研制了一種新型少自由度多維激振平臺。該激振平臺通過機構重構,可以實現(xiàn)兩種不同形式的激振,是一種經濟實用的振動試驗設備。本文首先綜合出了幾種少自由度并聯(lián)機構,通過對比分析選定一種可重構的3-P(4S)并聯(lián)機構作為激振平臺的最終構型方案。該機構的特點在于以三個驅動既能實現(xiàn)三維精確平動,又能實現(xiàn)六維耦合隨機運動。采用約束螺旋法對3-P(4S)并聯(lián)機構進行了詳細的自由度分析,得到了機構閉環(huán)在梯形、三角形、平行四邊形不同布置下的自由度性質。接下來對處于兩種不同構型下的3-P(4S)機構進行了運動學分析,分別采取了Newton法與擬Newton法對機構進行了位置正、反解求解,求得了三平移構型下機構的位置反解顯示表達式和速度雅可比。利用反解搜索法對三平移構型機構進行了工作空間求解,利用正解搜索法對梯形布置構型機構進行了工作空間求解,得到了機構在不同構型下的可達位置空間以及傾角變化范圍。然后對多維激振平臺工程樣機進行了機械本體設計,并根據(jù)平臺控制要求搭建了一個集控制、信號采集處理、上位機操作于一體的琴臺綜合控制柜。創(chuàng)新性地將磁力彈簧引進作動器,大大的降低了作動器的工作負載。利用激光干涉儀對作動器的定位精度進行了測量,實驗結果表明該作動器的定位精度可達10微米數(shù)量級。最后,利用幾何法獲得了三平移構型下機構的位置正、反解解析表達式,以此為基礎建立了機構的誤差映射模型。對機構進行了誤差源分析,把不可控誤差與可控誤差分離開來,最終確定需要補償?shù)恼`差參數(shù)。闡述了基于激光跟蹤儀的誤差測量原理,利用矢量模具有坐標不變性建立了誤差識別模型。進行了平臺運動學標定實驗,獲得了機構標定前后的定位誤差變化,論證了前述方法的有效性。
【關鍵詞】：多維激振平臺 可重構并聯(lián)機構 作動器 磁力彈簧 運動學標定
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U467.52;TB53
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 多維激振平臺國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國外多維激振平臺研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內多維激振平臺研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 激振平臺常用作動器類型17-19
• 1.4 本文的主要研究內容和章節(jié)安排19-20
• 第2章 多維激振平臺構型綜合與自由度分析20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 車載設備振動環(huán)境分析20-21
• 2.3 多維激振平臺構型綜合與比較21-24
• 2.3.1 多維激振平臺構型方案21-23
• 2.3.2 多維激振平臺方案比較23-24
• 2.4 多維激振平臺 3-P(4S)構型自由度分析24-37
• 2.4.1 閉環(huán)(4S)呈梯形布置時機構自由度24-31
• 2.4.2 閉環(huán)(4S)呈三角形布置時機構自由度31-35
• 2.4.3 閉環(huán)(4S)呈平行四邊形布置時機構自由度35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第3章 多維激振平臺運動學分析38-58
• 3.1 引言38
• 3.2 閉環(huán)(4S)呈平行四邊形布置時平臺位置分析38-46
• 3.2.1 機構描述與位姿映射關系38-40
• 3.2.2 機構位置反解40-42
• 3.2.3 基于Newton法的機構位置正解42-44
• 3.2.4 機構位置正反解數(shù)值算例與驗證44-46
• 3.3 閉環(huán)(4S)呈平行四邊形布置時機構速度映射46-48
• 3.4 閉環(huán)(4S)呈梯形布置時平臺位置分析48-54
• 3.4.1 機構描述與位姿映射關系48-49
• 3.4.2 基于擬Newton法的機構位置正反解49-53
• 3.4.3 機構位置正反解數(shù)值算例與驗證53-54
• 3.5 多維激振平臺工作空間分析54-57
• 3.5.1 工作空間約束條件54-55
• 3.5.2 閉環(huán)(4S)呈平行四邊形布置時機構位置搜索工作空間55-56
• 3.5.3 閉環(huán)(4S)呈梯形布置時機構位置搜索工作空間56-57
• 3.6 本章小結57-58
• 第4章 多維激振平臺樣機研制與控制系統(tǒng)搭建58-76
• 4.1 引言58
• 4.2 多維激振平臺樣機設計與制作58-63
• 4.2.1 機械本體設計59-62
• 4.2.2 關鍵零部件受力及其模態(tài)分析62-63
• 4.3 多維激振平臺作動器的設計與選型63-70
• 4.3.1 作動器直線電機選型64-67
• 4.3.2 作動器結構設計67-68
• 4.3.3 作動器定位精度檢測68-70
• 4.4 多維激振平臺綜合控制系統(tǒng)搭建70-74
• 4.4.1 控制系統(tǒng)硬件組成70
• 4.4.2 控制柜電路設計70-74
• 4.5 本章小結74-76
• 第5章 多維激振平臺運動學誤差標定76-91
• 5.1 引言76
• 5.2 多維激振平臺誤差模型建立76-82
• 5.2.1 標定構型選取與運動學模型建立76-79
• 5.2.2 機構誤差源分析79-81
• 5.2.3 機構誤差映射模型81-82
• 5.3 多維激振平臺誤差測量與參數(shù)識別82-84
• 5.3.1 誤差測量原理82-83
• 5.3.2 基于遺傳算法的誤差參數(shù)識別83-84
• 5.4 多維激振平臺實驗標定84-90
• 5.4.1 激光跟蹤儀標定平臺搭建84-85
• 5.4.2 平臺標定實驗與精度測量85-90
• 5.5 本章小結90-91
• 結論91-92
• 參考文獻92-95
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果95-96
• 致謝96-97
• 作者簡介97

【參考文獻】

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本文編號：1095120