本文關(guān)鍵詞： 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 軌跡規(guī)劃 二自由度控制 OpenGL PMAC　出處：《燕山大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：平面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)是平面2自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)家族中的典型代表,其結(jié)構(gòu)緊湊,易于控制,可完成平面內(nèi)任意軌跡,且分析相對(duì)簡(jiǎn)單。因此,本文以對(duì)稱型的平面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,在分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、控制仿真分析及軟件界面開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)研究。建立了基于平面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)樣機(jī)尺寸的位置正解和反解模型,求解了機(jī)構(gòu)速度、加速度的Jacobian矩陣計(jì)算式;基于三次B樣條曲線擬合規(guī)劃了該機(jī)構(gòu)工作空間內(nèi)的任意路徑,并依據(jù)改進(jìn)后的速度為優(yōu)化等速曲線的軌跡規(guī)劃方法對(duì)擬合的路徑進(jìn)行了軌跡規(guī)劃。依據(jù)PMSM的數(shù)學(xué)模型及其典型的三環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析設(shè)計(jì)了二自由度PID控制器,并通過(guò)搭建GA尋優(yōu)的Simulink仿真模型對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行整定;構(gòu)建了平面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)樣機(jī)的Lagrange動(dòng)力學(xué)模型,并基于模型進(jìn)行了Adams/Simulink關(guān)于計(jì)算力矩法的聯(lián)合仿真。基于MFC框架程序開(kāi)發(fā)了平面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)樣機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)軟件,借助Open GL顯示技術(shù)、Tee Chart組件等實(shí)現(xiàn)了通訊、可視化、曲線實(shí)時(shí)跟蹤等功能;搭建了以Turbo PMAC2 Clipper運(yùn)動(dòng)控制卡為控制核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了PMAC卡內(nèi)置PID算法與伺服驅(qū)動(dòng)器速度控制模式相結(jié)合的樣機(jī)控制實(shí)驗(yàn)。
[Abstract]:The planar 5R parallel mechanism is a typical representative of the planar 2-DOF parallel mechanism family. Its structure is compact, easy to control, it can complete any trajectory in the plane, and the analysis is relatively simple. In this paper, the symmetrical planar 5R parallel mechanism is taken as the research object. Based on the analysis of the previous research results, the kinematic planning of the mechanism is carried out. Control simulation analysis and software interface development and experimental research. A position forward and inverse solution model based on the size of the planar 5R parallel mechanism prototype is established, and the Jacobian matrix formula for the velocity and acceleration of the mechanism is solved. Based on cubic B-spline curve fitting, arbitrary paths in the workspace of the mechanism are planned. According to the improved trajectory planning method, the trajectory planning of the fitted path is carried out. According to the mathematical model of PMSM and the typical three-loop control system structure, the two-degree-of-freedom PID controller is designed and analyzed. The parameters of the controller are adjusted by setting up the Simulink simulation model of GA optimization, and the Lagrange dynamic model of the planar 5R parallel mechanism prototype is constructed. The numerical control system software of the planar 5R parallel mechanism prototype is developed based on the MFC framework program, and the communication and visualization are realized with the help of the Open GL display technology and Tee Chart module. The experiment platform with Turbo PMAC2 Clipper motion control card as the control core is built, and the prototype control experiment which combines the PID algorithm built in PMAC card with the speed control mode of servo driver is completed.
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH112;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙東洋;辛洪兵;陳美鈺;李穎;林立;;平面五桿并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

2 吳博,吳盛林,趙克定;并聯(lián)機(jī)器人控制策略的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)床與液壓;2005年10期

3 楊成云,朱建新;OpenGL在機(jī)械手三維運(yùn)動(dòng)仿真中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)仿真;2005年03期

4 馬承文,鄒慧君,方新國(guó);平面五桿機(jī)構(gòu)的慣性力平衡問(wèn)題的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2002年04期

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6 張宏敏;劉延斌;;基于計(jì)算力矩法的3-RRRT并聯(lián)機(jī)器人控制研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年01期

7 郭祖華,陳五一,陳鼎昌;6-UPS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛體動(dòng)力學(xué)模型[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年11期

8 王斌銳;金英連;許宏;徐心和;;機(jī)器人仿生膝關(guān)節(jié)的計(jì)算力矩加比例微分反饋控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年01期

9 高秀蘭;魯開(kāi)講;郭旭俠;;并聯(lián)機(jī)構(gòu)非線性PID自適應(yīng)控制[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年12期

10 楊曉鈞;龍億;;計(jì)算力矩法的CMAC同步軌跡跟蹤控制與仿真[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

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3 郭志民;平面5R并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃和標(biāo)定的研究[D];燕山大學(xué);2012年

4 張永林;基于OpenGL的5R工業(yè)機(jī)器人的仿真[D];南京航空航天大學(xué);2006年

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6 郭其龍;SCARA型機(jī)器人魯棒控制及仿真的研究[D];大連交通大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1550130