本文關(guān)鍵詞：六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的模糊控制策略研究

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【摘要】：隨著航天光學(xué)遙感器的地面分辨率的需求正在不斷提高,航天相機(jī)的光路尺寸也隨之加大,但受到結(jié)構(gòu)尺寸重量以及環(huán)境適應(yīng)性的限制,需通過對(duì)次鏡進(jìn)行六自由度調(diào)整,以滿足相機(jī)在軌時(shí)次鏡與主鏡之間的相對(duì)位置關(guān)系。近半個(gè)世紀(jì)以來,六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由于其相較于傳統(tǒng)的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái),具有剛度大、承載能力強(qiáng)、累計(jì)誤差小、精度高等特點(diǎn),在航天航空、精密制造和飛行模擬等方面已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用,但仍存在一些難題,例如精確的動(dòng)力學(xué)模型的建立、運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解、工作空間、奇異特性尚待解決。本文針對(duì)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和精度高的特性將其應(yīng)用在空間相機(jī)的次鏡調(diào)整裝置上,本文的具體工作如下:首先對(duì)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和運(yùn)動(dòng)學(xué)正解進(jìn)行分析。在建立了動(dòng)坐標(biāo)系和靜坐標(biāo)系之間的齊次坐標(biāo)變換矩陣的前提下,計(jì)算出位置反解的解析解,并在運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的基礎(chǔ)上將幾何迭代法應(yīng)用于本平臺(tái)的位置正解,分析其收斂性,將其與傳統(tǒng)的牛頓數(shù)值迭代正解算法進(jìn)行比較,有效提高計(jì)算速度,簡(jiǎn)化代碼。其次,在控制策略上結(jié)合步進(jìn)電機(jī)的仿真模型,研究其閉環(huán)控制策略;完成經(jīng)典控制策略(PID、模糊PID控制算法)的設(shè)計(jì),具體分析了六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的模糊PID步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制效果,通過仿真闡明了模糊PID控制與傳統(tǒng)PID控制相比,利用模糊理論,對(duì)PID控制器的參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整,取得良好的動(dòng)態(tài)性能。最后研究六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的變結(jié)構(gòu)控制算法,在建立平臺(tái)模型的基礎(chǔ)上,使用的滑模變結(jié)構(gòu)控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái);運(yùn)用模糊控制思想,將模糊控制和滑�？刂平Y(jié)合,提出模糊滑模控制器,有效抑制抖振現(xiàn)象,并改善控制精度;實(shí)現(xiàn)仿真和實(shí)際環(huán)境下的六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高速高精度控制。
【關(guān)鍵詞】：六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 并聯(lián)機(jī)器人 模糊控制 PID控制 變結(jié)構(gòu)控制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V443.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排19-21
• 第2章 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究21-37
• 2.1 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)參數(shù)指標(biāo)21-22
• 2.2 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解22-27
• 2.3 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解27-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制策略37-53
• 3.1 步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型建立37-39
• 3.2 PID控制器的原理39-41
• 3.3 模糊控制基本原理41-42
• 3.4 模糊PID步進(jìn)電機(jī)控制策略42-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 基于模糊滑�？刂频目刂撇呗�53-67
• 4.1 滑�？刂撇呗�53-57
• 4.2 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的模糊滑模控制器57-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-75
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)和設(shè)備參數(shù)67-71
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析71-75
• 第6章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 課題展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況81-82
• 指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介82-83
• 致謝83

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