并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)常因自身結(jié)構(gòu)布置和試件特性的影響,機(jī)構(gòu)各支鏈通道和各自由度間存在強(qiáng)動(dòng)力學(xué)耦合,采用傳統(tǒng)的鉸點(diǎn)空間控制方法通常難以獲得良好的控制性能。以9條液壓缸驅(qū)動(dòng)的六自由度冗余并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,建立動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型�；谀B(tài)分析理論,在對(duì)并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)耦合特性分析的基礎(chǔ)上,提出一種空間轉(zhuǎn)換控制方法。仿真結(jié)果表明,該方法能有效降低耦合的影響,提高并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)的控制性能。 

【文章來(lái)源】：液壓與氣動(dòng). 2020,(03)北大核心

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【部分圖文】：

六自由度液壓驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

式中, q為上平臺(tái)位姿向量,q=[x, y, z, φ, θ, ψ],其中x, y, z為3個(gè)平動(dòng)自由度; φ, θ, ψ為繞x, y, z 3個(gè)軸對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;M, C, Ks, G分別為慣性坐標(biāo)系下質(zhì)量矩陣、離心力及科氏力系數(shù)矩陣、加載試件剛度矩陣、重力項(xiàng); f為9條液壓缸出力組成的力向量; J為機(jī)構(gòu)雅可比矩陣。第i條液壓缸等效液壓彈簧剛度khi可寫(xiě)為:

為降低強(qiáng)耦合特性影響,當(dāng)采用基于自由度的控制方法或基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的交叉耦合控制方法時(shí),為獲得良好運(yùn)動(dòng)控制精度,需要使用運(yùn)動(dòng)學(xué)正解實(shí)時(shí)解算平臺(tái)當(dāng)前位置和雅可比矩陣,增加了實(shí)施難度,因此本研究提出一種空間轉(zhuǎn)換的控制方法,如圖3所示。圖中的外部回路類似于鉸點(diǎn)空間控制方法,根據(jù)給定位姿q反解出各液壓缸所需的運(yùn)動(dòng)量l,再與各液壓缸運(yùn)動(dòng)反饋量lm進(jìn)行比較,形成各液壓缸獨(dú)立位移閉環(huán)控制。不同的是在內(nèi)部回路通過(guò)雅可比矩陣偽逆J+將液壓缸位移控制誤差el轉(zhuǎn)換成自由度控制誤差eq,從而轉(zhuǎn)換到自由度空間上進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),直接根據(jù)各自由度通道的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行相應(yīng)的控制器參數(shù)調(diào)整,降低強(qiáng)耦合特性的影響,控制器通道數(shù)量也由傳統(tǒng)鉸點(diǎn)空間控制的9個(gè)減少為6個(gè)。最后由雅可比矩陣J將自由度控制量uq分配給各伺服閥控制量u去驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)。雖然使用的雅克比矩陣J為給定位姿經(jīng)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解解算的近似值,但由于最終閉環(huán)控制的為各液壓缸運(yùn)動(dòng)量,故對(duì)控制性能影響較小。4 仿真分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制[J]. 王濤,朱愛(ài)東,陳金兵,孫中杰.  液壓與氣動(dòng). 2019(02)
[2]柔性平面3-RRR并聯(lián)機(jī)器人耦合動(dòng)力學(xué)及模態(tài)特性研究[J]. 盛連超,李威,王禹橋,范孟豹,楊雪鋒.  振動(dòng)與沖擊. 2018(16)
[3]帶連桿六自由度并聯(lián)振動(dòng)臺(tái)控制方法[J]. 徐顯樁,沈如濤,關(guān)廣豐,熊偉,王海濤.  液壓與氣動(dòng). 2017(12)
[4]高速運(yùn)動(dòng)下并聯(lián)機(jī)器人主動(dòng)支鏈的動(dòng)力學(xué)耦合特性[J]. 山顯雷,程剛.  機(jī)器人. 2017(05)
[5]考慮被動(dòng)關(guān)節(jié)阻尼的液壓驅(qū)動(dòng)Stewart平臺(tái)模態(tài)空間控制策略[J]. 田體先,姜洪洲,黃其濤,何景峰,佟志忠,聶伯勛.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[6]平面2自由度并聯(lián)機(jī)器人的解耦控制和仿真分析[J]. 陳煒楠,劉冠峰,林協(xié)源,張國(guó)英,管貽生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(13)
[7]超冗余液壓振動(dòng)臺(tái)的模態(tài)空間解耦控制[J]. 魏巍,楊志東,韓俊偉.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)

博士論文
[1]高速輕型并聯(lián)機(jī)器人集成優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制[D]. 陳正升.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于交叉耦合的并聯(lián)機(jī)器人同步控制方法研究[D]. 曾俠.天津大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2977003