針對六自由度并聯(lián)機構運行過程中自由度間的耦合影響控制精度的問題,本文提出一種基于模態(tài)空間的計算力矩控制策略。建立了六自由度并聯(lián)機構關節(jié)空間下的動力學方程和振動模型,推導其模態(tài)解耦矩陣并分析各自由度間的耦合特性,基于模態(tài)空間設計了計算力矩控制器并進行了仿真研究。仿真表明:相較于傳統(tǒng)的關節(jié)空間計算力矩控制器,模態(tài)空間計算力矩控制器能有效抑制六自由度并聯(lián)機構自由度間的耦合,同時還可以實現(xiàn)各控制通道的獨立控制,達到了降低控制難度的目的。

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【部分圖文】：

圖1Stewart并聯(lián)機構簡圖

本文所研究的六自由度并聯(lián)機構為Stewart型并聯(lián)機構,簡圖如圖1所示。下平臺一般固連在地面上,又稱作靜平臺;上平臺一般用作運動模擬,又稱作動平臺;動、靜平臺之間有6條驅(qū)動支腿,驅(qū)動支腿的2端分別與動、靜平臺鉸接,連接處分別稱作上、下鉸點;坐標系A和坐標系B分別為系統(tǒng)的動、靜坐標....

圖2Stewart并聯(lián)機構振動模型

Stewart并聯(lián)機構可以等效為一個六自由度振動系統(tǒng),各個支腿可以等效為線性彈簧,彈簧的2端分別連接系統(tǒng)的動、靜平臺,該振動系統(tǒng)的示意圖如圖2所示�？梢圆捎媚B(tài)理論對其進行特征分析,求出系統(tǒng)模態(tài)參數(shù),包括系統(tǒng)的模態(tài)頻率、模態(tài)振型等。

圖3模態(tài)空間計算力矩控制

模態(tài)空間下的計算力矩控制方法的控制框圖如圖3所示。3仿真結果對比與分析

圖4Stewart并聯(lián)機構Simulink/Multibody模型

圖5是在Matlab/Simulink中搭建的模態(tài)計算力矩控制方案仿真系統(tǒng),模塊1為信號發(fā)生器;模塊2為運動學計算模塊;模塊3為模態(tài)計算模塊,主要功能是計算模態(tài)質(zhì)量矩陣和模態(tài)解耦矩陣;模塊4為模態(tài)變換模塊,主要為模態(tài)變換矩陣的計算并將關節(jié)信號轉(zhuǎn)換為模態(tài)信號;模塊5為模態(tài)計算力矩控....

本文編號：3935057