發(fā)布時間：2018-03-19 15:34

  本文選題：多軸伺服控制　切入點：并聯(lián)機構　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：艦載隔振平臺可以緩和艦船在水面航行過程中,因海流、風浪等外界天氣條件的影響而產(chǎn)生的船體的隨機振動對艦載設備的影響。開發(fā)一個高效實用的,針對艦載隔振平臺的控制系統(tǒng)能最大限度的實現(xiàn)隔振的效果,因此具有廣泛的應用前景。本文的艦載隔振平臺屬于一種新型的4UPS-P型并聯(lián)機構。本文對其進行運動學、軌跡規(guī)劃等方面的研究,進行控制系統(tǒng)硬件的設計搭建,并設計開發(fā)隔振平臺控制軟件。分析4UPS-P型并聯(lián)機構的機構特性,在此基礎上分析并聯(lián)機構的運動學特性,通過閉環(huán)矢量法求解出運動學逆解。通過運動學逆解得到四個軸各自的目標位置,再對四個軸分別進行軌跡插值規(guī)劃,得到離線路徑數(shù)據(jù)。控制系統(tǒng)的整體控制方案采用“PC+EtherCAT總線”的控制方案,在此基礎上設計選用圖騰控制機柜作為控制載體。分別詳細規(guī)劃控制柜的總體布局方案和驅(qū)動柜的布局方案,并設計中央控制單元作為控制柜的主控模塊。針對各個子模塊和電路進行詳細的設計規(guī)劃,最終搭建出控制系統(tǒng)的硬件部分。根據(jù)總體控制方案制定隔振平臺軟件的三層架構,并分別實現(xiàn)軟件PLC功能函數(shù)的編寫與封裝,實現(xiàn)PLC與上層VC程序之間ADS通訊函數(shù)的編寫與封裝,實現(xiàn)上層控制軟件邏輯結構的編寫和MFC軟件界面的編寫,其中包括示波器模塊、系統(tǒng)日志模塊、系統(tǒng)回零模塊、系統(tǒng)復位模塊、系統(tǒng)檢測模塊等。聯(lián)合調(diào)試開發(fā)的隔振平臺軟硬件系統(tǒng),達到預期的控制目標。進行主動控制實驗,與理想運行軌跡比較,驗證控制系統(tǒng)的控制效果。
[Abstract]:Shipborne vibration isolation platform can alleviate the influence of random vibration of ship on shipboard equipment due to the influence of ocean current, wind and wave and other external weather conditions during the navigation of ship on the surface of water. The control system of shipborne vibration isolation platform can maximize the effect of vibration isolation, so it has a wide application prospect. The shipborne vibration isolation platform in this paper belongs to a new type of 4UPS-P parallel mechanism. Based on the research of trajectory planning, the hardware design of the control system and the design and development of vibration isolation platform control software, the mechanism characteristics of 4UPS-P parallel mechanism are analyzed, and the kinematics characteristics of the parallel mechanism are analyzed. The inverse kinematics solution is obtained by the closed loop vector method. The target positions of the four axes are obtained by the inverse kinematics solution, and then the trajectory interpolation planning of the four axes is carried out respectively. The whole control scheme of the control system adopts the control scheme of "PC EtherCAT bus". On this basis, the totem control cabinet is selected as the control carrier. The overall layout scheme of the control cabinet and the layout scheme of the drive cabinet are respectively planned in detail. The central control unit is designed as the main control module of the control cabinet. The detailed design planning for each sub-module and circuit is carried out. Finally, the hardware part of the control system is built. According to the overall control scheme, the three-layer structure of the platform software is established. The software PLC function function is written and encapsulated, the ADS communication function is written and encapsulated between the PLC and the upper VC program, the logic structure of the upper control software and the MFC software interface are written, including the oscilloscope module. The system log module, system zero return module, system reset module, system detection module, etc. The hardware and software system of vibration isolation platform developed by joint debugging and development achieves the expected control target. The active control experiment is carried out and compared with the ideal running track. Verify the control effect of the control system.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U674.703

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本文編號：1634891