本文關(guān)鍵詞：考慮行星齒輪間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模與控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：關(guān)節(jié)作為空間機(jī)械臂系統(tǒng)的重要組成單元,目前被廣泛應(yīng)用于大型空間機(jī)械臂、太空機(jī)器人以及各類空間設(shè)備中。齒輪副間借助間隙發(fā)生相互作用,但隨著間隙的增大,機(jī)械臂振動(dòng)越來越劇烈,會(huì)影響機(jī)械臂的工作精度,甚至?xí)䦟?dǎo)致機(jī)械臂執(zhí)行任務(wù)失敗。因此,系統(tǒng)開展考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特性分析以及控制策略研究工作具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。 面向空間機(jī)械臂在軌操作任務(wù),以考慮行星齒輪間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)為研究對(duì)象,本文重點(diǎn)對(duì)機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模與控制策略展開分析與研究,主要內(nèi)容如下： 首先,建立了考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型。在綜合考慮輪齒柔性、嚙合阻尼、齒側(cè)間隙、嚙合誤差等非線性因素的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型。 其次,提出了一種考慮間隙影響的行星齒輪傳動(dòng)關(guān)節(jié)模型高效求解方法。鑒于空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)的強(qiáng)非線性特點(diǎn),在哈密頓體系下對(duì)模型進(jìn)行求解,并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,完成了齒側(cè)間隙、嚙合剛度等非線性因素變化對(duì)關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特性的影響分析。 最后,對(duì)空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制策略進(jìn)行研究�；谀嫦蜓a(bǔ)償設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了一種滑�？刂破�,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)高精度軌跡跟蹤,通過與PID控制策略進(jìn)行對(duì)比,證明了滑�？刂品椒ㄔ谙到y(tǒng)穩(wěn)定性及精確度方面的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),基于DOB擾動(dòng)觀測(cè)器結(jié)合滑模控制方法,補(bǔ)償間隙對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制造成的影響。通過引入DOB擾動(dòng)觀測(cè)器減小間隙的非線性影響,并結(jié)合滑�？刂撇呗赃M(jìn)一步削弱DOB擾動(dòng)觀測(cè)器產(chǎn)生的未估干擾影響。
【關(guān)鍵詞】：空間機(jī)械臂 行星齒輪 滑�？刂� 間隙 擾動(dòng)觀測(cè)器
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP241;TH132.425
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型求解方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 考慮間隙補(bǔ)償?shù)目臻g機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制策略研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 考慮間隙的關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型17-19
• 2.3 考慮間隙的關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)微分方程19-21
• 2.4 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)計(jì)算21-24
• 2.4.1 時(shí)變嚙合剛度的計(jì)算22
• 2.4.2 嚙合阻尼的計(jì)算22-23
• 2.4.3 綜合嚙合誤差的計(jì)算23
• 2.4.4 齒側(cè)間隙的計(jì)算23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特性分析25-33
• 3.1 引言25
• 3.2 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型求解25-28
• 3.2.1 關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型量綱化25-26
• 3.2.2 哈密頓體系下動(dòng)力學(xué)模型求解26-28
• 3.3 參數(shù)對(duì)考慮行星齒輪間隙的關(guān)節(jié)模型動(dòng)態(tài)特性影響28-31
• 3.3.1 齒側(cè)間隙對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響分析29-30
• 3.3.2 嚙合時(shí)變剛度對(duì)系統(tǒng)的影響分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第四章 考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制策略研究33-55
• 4.1 引言33-34
• 4.2 考慮間隙影響的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型34-36
• 4.3 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)滑�？刂撇呗匝芯�36-43
• 4.3.1 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)解耦控制器37-39
• 4.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)39-41
• 4.3.3 滑模控制策略仿真與結(jié)果分析41-43
• 4.4 考慮間隙的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)DOB滑�？刂撇呗匝芯�43-49
• 4.4.1 DOB擾動(dòng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)43-46
• 4.4.2 基于DOB擾動(dòng)觀測(cè)的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)46-49
• 4.5 DOB滑�？刂撇呗苑抡媾c結(jié)果分析49-53
• 4.5.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)與仿真分析49-51
• 4.5.2 DOB結(jié)合滑模控制策略參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真分析51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 主要研究工作總結(jié)55
• 5.2 研究展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：257334