【摘要】：六自由度(Six Degrees of Freedom,6-DOF)并聯(lián)平臺在軍用車輛的部件裝配和實(shí)際運(yùn)動模擬應(yīng)用中,其主要的研究內(nèi)容為平臺位姿的跟蹤控制。但由于6-DOF并聯(lián)平臺運(yùn)動具有很強(qiáng)的耦合性和非線性,同時還會受到確定性和不確定性干擾的影響,這就要求控制系統(tǒng)能夠抑制干擾實(shí)現(xiàn)平臺快速、穩(wěn)定的位姿跟蹤。針對此控制要求對六自由度并聯(lián)平臺的位姿跟蹤控制進(jìn)行研究。首先,利用剛體在空間中的位姿變換方式,建立六自由度并聯(lián)平臺的運(yùn)動學(xué)反解模型。利用誤差逆向傳播(Back Propagation,BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和牛頓—拉夫遜(Newton-Raphson)迭代算法相結(jié)合的方式,建立并聯(lián)平臺的運(yùn)動學(xué)正解模型。其次,在采用基于鉸接空間的控制方式下,將6-DOF并聯(lián)平臺的每條支路看成一個被控對象,對并聯(lián)平臺支路液壓系統(tǒng)建立其數(shù)學(xué)模型,對每條液壓支路分別設(shè)計控制器。對于并聯(lián)平臺系統(tǒng)中存在的已知干擾,設(shè)計基于改進(jìn)趨近律反演滑�？刂破�,提高液壓支路位移控制的穩(wěn)定性和魯棒性以及削弱滑�？刂浦写嬖诘亩墩�。再次,針對6-DOF并聯(lián)平臺存在外界干擾未知以及反演控制中存在“微分爆炸”問題,在改進(jìn)趨近律反演滑模算法的基礎(chǔ)上,設(shè)計基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(Extended State Observer,ESO)的動態(tài)面反演滑�？刂破�。并針對傳統(tǒng)擴(kuò)張觀測器存在的峰值現(xiàn)象,對傳統(tǒng)擴(kuò)張觀測器進(jìn)行改進(jìn),驗(yàn)證改進(jìn)之后的擴(kuò)張觀測器既能抑制峰值現(xiàn)象,又有更高的觀測精度和更快的響應(yīng)速度。最后,通過六自由度并聯(lián)平臺單關(guān)節(jié)支路位移跟蹤控制和整體位姿跟蹤控制仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證六自由度并聯(lián)平臺運(yùn)動學(xué)正反解模型和控制方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TJ810;TP273;TH136
【圖文】：

圖 1-1 CAE 運(yùn)動平臺 圖 1-2 PI 制造的微型定位器研制出了我國第一臺并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)[13]，這也是我國首個自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，之后，在 1994 年黃真教授又研究出了柔性鉸鏈 6-DOF 運(yùn)動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。隨后，國內(nèi)越來越多的高校和科研院所參與到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究中來。在 1992 年哈爾濱工程大學(xué)研制出了六自由度船舶運(yùn)動模擬器[14]；在 1993 年由某科研機(jī)構(gòu)和某大學(xué)成功的為我國運(yùn) 7 大飛機(jī)研制了 6-DOF 飛行模擬器；于 1997 年通過國家地震局鑒定的三向六自由度大型地震模擬震動平臺，對于當(dāng)時的研究狀況，其性能指標(biāo)已達(dá)到了先進(jìn)水平[15]。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究方面得到迅速發(fā)展，“雪龍”號極地科考船上所使用的氣象接收穩(wěn)定平臺，國產(chǎn) Z9 直升機(jī)飛行模擬器等[16-17]。在航空航天、工業(yè)、民用等各個領(lǐng)域，取得了很多自主研發(fā)的研究成果，例如，國產(chǎn)大飛機(jī) C919飛行模擬器，如圖 1-3 所示，我國某公司研制的動感座椅[18]，如圖 1-4 所示。

圖 1-1 CAE 運(yùn)動平臺 圖 1-2 PI 制造的微型定位器研制出了我國第一臺并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)[13]，這也是我國首個自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，之后，在 1994 年黃真教授又研究出了柔性鉸鏈 6-DOF 運(yùn)動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。隨后，國內(nèi)越來越多的高校和科研院所參與到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究中來。在 1992 年哈爾濱工程大學(xué)研制出了六自由度船舶運(yùn)動模擬器[14]；在 1993 年由某科研機(jī)構(gòu)和某大學(xué)成功的為我國運(yùn) 7 大飛機(jī)研制了 6-DOF 飛行模擬器；于 1997 年通過國家地震局鑒定的三向六自由度大型地震模擬震動平臺，對于當(dāng)時的研究狀況，其性能指標(biāo)已達(dá)到了先進(jìn)水平[15]。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究方面得到迅速發(fā)展，“雪龍”號極地科考船上所使用的氣象接收穩(wěn)定平臺，國產(chǎn) Z9 直升機(jī)飛行模擬器等[16-17]。在航空航天、工業(yè)、民用等各個領(lǐng)域，取得了很多自主研發(fā)的研究成果，例如，國產(chǎn)大飛機(jī) C919飛行模擬器，如圖 1-3 所示，我國某公司研制的動感座椅[18]，如圖 1-4 所示。

圖 1-1 CAE 運(yùn)動平臺 圖 1-2 PI 制造的微型定位器研制出了我國第一臺并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)[13]，這也是我國首個自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，之后，在 1994 年黃真教授又研究出了柔性鉸鏈 6-DOF 運(yùn)動誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。隨后，國內(nèi)越來越多的高校和科研院所參與到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究中來。在 1992 年哈爾濱工程大學(xué)研制出了六自由度船舶運(yùn)動模擬器[14]；在 1993 年由某科研機(jī)構(gòu)和某大學(xué)成功的為我國運(yùn) 7 大飛機(jī)研制了 6-DOF 飛行模擬器；于 1997 年通過國家地震局鑒定的三向六自由度大型地震模擬震動平臺，對于當(dāng)時的研究狀況，其性能指標(biāo)已達(dá)到了先進(jìn)水平[15]。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究方面得到迅速發(fā)展，“雪龍”號極地科考船上所使用的氣象接收穩(wěn)定平臺，國產(chǎn) Z9 直升機(jī)飛行模擬器等[16-17]。在航空航天、工業(yè)、民用等各個領(lǐng)域，取得了很多自主研發(fā)的研究成果，例如，國產(chǎn)大飛機(jī) C919飛行模擬器，如圖 1-3 所示，我國某公司研制的動感座椅[18]，如圖 1-4 所示。

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本文編號：2804357