發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 21:20

　　并聯(lián)四自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要用于模擬車輛的實(shí)際姿態(tài),在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,平臺(tái)對(duì)給定目標(biāo)位姿的跟蹤效果直接決定模擬實(shí)驗(yàn)的好壞程度,因此,對(duì)位姿的跟蹤有嚴(yán)格的精度要求。由于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中易受外部干擾以及關(guān)節(jié)耦合力的影響,傳統(tǒng)的控制方式已經(jīng)不能滿足其控制精度要求。因此,需要設(shè)計(jì)一種控制精度高,抗干擾能力強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制器。本文以實(shí)際工程項(xiàng)目為背景,以并聯(lián)四自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為研究對(duì)象,以提高平臺(tái)的控制精度為目的,做了如下研究:首先,對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模。結(jié)合空間位姿描述以及坐標(biāo)變換,給出了并聯(lián)四自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的逆解方程和正解方程,為平臺(tái)的跟蹤控制研究奠定了基礎(chǔ)。其次,根據(jù)基于關(guān)節(jié)空間的整體控制策略,對(duì)單個(gè)伺服關(guān)節(jié)支路進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,然后根據(jù)系統(tǒng)存在內(nèi)部參數(shù)攝動(dòng)以及關(guān)節(jié)之間相互的耦合力等不確定性干擾的存在,設(shè)計(jì)了自抗擾控制器,并對(duì)單關(guān)節(jié)伺服支路和整個(gè)平臺(tái)的位姿進(jìn)行了仿真研究。再次,為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的滑�？刂破�,結(jié)合平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析并對(duì)單關(guān)節(jié)伺服支路和整個(gè)平臺(tái)的位姿進(jìn)行了仿真研究,證明了基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的滑�？刂破鞯挠行浴Ｗ詈�,針對(duì)平臺(tái)的控制要求和算法實(shí)現(xiàn)... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

福特模擬駕駛平臺(tái)

[5]，這也是并聯(lián)機(jī)構(gòu)第一次以文獻(xiàn)的形式被展現(xiàn)出來(lái)，并在飛行模擬器領(lǐng)域得到了率先應(yīng)用，具有劃時(shí)代的意義，后來(lái)將這個(gè)平臺(tái)以他自己的名字命名，也就是應(yīng)用較多的 Stewart 平臺(tái)。上世紀(jì) 80 年代末期，并聯(lián)平臺(tái)的應(yīng)用轉(zhuǎn)向了機(jī)器人領(lǐng)域，例如，1978 年，學(xué)者Hunt 通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究提出并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景[6],[7]，1979 年P(guān)ham.D.T 和 Mac Callion.H 受到 Hunt 啟發(fā)，研制出了用于裝配車間的機(jī)器人。隨后，并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)在法國(guó)的 INIRA、美國(guó)的 Oregon 大學(xué)和日本的一些高校先后被研制出來(lái)，并聯(lián)機(jī)器人研究的帷幕也由此被拉開(kāi)了。1985 年，學(xué)者克拉維爾開(kāi)發(fā)了 Delta并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并將其實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，在醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在此之后，以美國(guó)、德國(guó)為代表的好多國(guó)家加入到并聯(lián)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和研究中來(lái)，先后投入了大量的人力和科研經(jīng)費(fèi)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上有大約六十多個(gè)組織機(jī)構(gòu)從事與并聯(lián)平臺(tái)和機(jī)器人相關(guān)的研制工作。圖 1-1 所示為福特公司設(shè)計(jì)研發(fā)的六自由度模擬駕駛平臺(tái)，圖 1-2 所示為日本某品牌的大型并聯(lián)機(jī)床

第 1 章 緒 論他們對(duì)基礎(chǔ)理論的研究做出了不平凡的貢獻(xiàn)，帶動(dòng)了我國(guó)在并聯(lián)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域的發(fā)展[8]-[9]。1991 年，黃真教授經(jīng)過(guò)不懈研究，成功地建造出六自由度并聯(lián)平臺(tái)原型機(jī)，也是我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，又在 1994 年開(kāi)發(fā)了柔性鉸鏈六自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。隨后，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的學(xué)者參與到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究中來(lái)，國(guó)內(nèi)一些高校和科研院例如：天津大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所等也開(kāi)始對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的探索。1994 年，海軍工程學(xué)院成功地研制出六自由度潛艇模擬臺(tái)。1997 年，研制了大型并聯(lián)機(jī)床 VAMTIY。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)在并聯(lián)平臺(tái)的研究方面得到了迅速發(fā)展，并成功應(yīng)用到航空航天、工業(yè)、醫(yī)療、民用等各個(gè)領(lǐng)域，出現(xiàn)了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果，例如：圖 1-3 所示為我國(guó)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī) C919飛行模擬器，是由我國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的，圖 1-4 所示，我國(guó)某公司研制的 5D 動(dòng)感體驗(yàn)座椅。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四旋翼飛行器的自抗擾控制方法研究[J]. 戴啟浩,馬國(guó)梁.  計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2017(02)
[2]基于自抗擾控制的永磁同步電機(jī)位置伺服系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)[J]. 左月飛,張捷,劉闖,張濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(11)
[3]3-RPC型并聯(lián)機(jī)器人模糊滑模軌跡跟蹤控制研究[J]. 劉運(yùn)鴻,安梓銘,李雅瓊,朱大昌.  機(jī)床與液壓. 2015(09)
[4]基于動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)機(jī)器人魯棒復(fù)合控制研究[J]. 赫建立,朱龍英,成磊,殷久誠(chéng).  制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(07)
[5]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)滑模最大轉(zhuǎn)矩/電流控制[J]. 盧濤,于海生,山炳強(qiáng),遲潔茹.  控制理論與應(yīng)用. 2015(02)
[6]基于粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制算法的并聯(lián)機(jī)器人仿真研究[J]. 朱龍英,成磊,鄭帥,陸寶發(fā),赫建立.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2015(01)
[7]基于伺服驅(qū)動(dòng)器的龍門(mén)軸同步運(yùn)動(dòng)控制研究[J]. 李綺娜.  伺服控制. 2014(12)
[8]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的積分型滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 李政,胡廣大,崔家瑞,劉廣一.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[9]航天器姿態(tài)自抗擾控制[J]. 吳忠,黃麗雅,魏孔明,郭雷.  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[10]永磁同步電動(dòng)機(jī)新型自適應(yīng)滑�？刂芠J]. 錢(qián)榮榮,駱敏舟,趙江海,葉曉東.  控制理論與應(yīng)用. 2013(11)

博士論文
[1]帶有不確定干擾的偏微分方程鎮(zhèn)定：SMC方法和ADRC方法[D]. 劉軍軍.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]六自由度并聯(lián)機(jī)器人控制算法研究[D]. 文剛.西南交通大學(xué) 2017
[2]四自由度并聯(lián)平臺(tái)位姿跟蹤控制研究[D]. 程拓.燕山大學(xué) 2016
[3]基于自抗擾的板球系統(tǒng)控制研究[D]. 董振曄.北京理工大學(xué) 2016
[4]基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的3D打印關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李江濱.燕山大學(xué) 2015
[5]柔索并聯(lián)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制研究[D]. 李長(zhǎng)華.太原科技大學(xué) 2014
[6]基于RTX六自由度電動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 明寶利.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[7]自抗擾控制器及其應(yīng)用研究[D]. 蘇思賢.江南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2911237