在艦船航行過程中,由于海浪、海風(fēng)等的持續(xù)影響,艦船的姿態(tài)不斷的發(fā)生變化,給艦船載作業(yè)設(shè)備及工作人員的安全帶來了一定的威脅。以隔離艦船擾動為主要任務(wù)的穩(wěn)定平臺的研發(fā)及使用,大大地提高了設(shè)備及人員的安全系數(shù)。本課題圍繞以水平姿態(tài)調(diào)整為主的電液驅(qū)動3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺展開研究,通過搭建平臺實驗系統(tǒng),對平臺姿態(tài)工作空間及跟蹤補償能力進(jìn)行相關(guān)的驗證與測試,主要研究內(nèi)容如下:對并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析及尺寸優(yōu)化。針對穩(wěn)定平臺對姿態(tài)工作空間的設(shè)計要求,提出無奇異且連續(xù)的有效姿態(tài)工作空間,并以有效姿態(tài)工作空間體積作為指標(biāo)衡量平臺規(guī)避奇異的能力;為確保各驅(qū)動支鏈運動、力傳遞性能較優(yōu)且承載均衡,提出運動學(xué)分配性能指標(biāo);兼顧穩(wěn)定平臺有效姿態(tài)工作空間體積最大和運動學(xué)分配性能指標(biāo)最優(yōu),對并聯(lián)穩(wěn)定平臺的機構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化。建立電液驅(qū)動并聯(lián)穩(wěn)定平臺系統(tǒng)多能域耦合全局動力學(xué)模型。基于對多能域動力學(xué)建模工具——鍵合圖建模過程的分析,將旋量鍵合圖理論引入空間并聯(lián)機構(gòu)的建模中并展開研究,其兼具旋量理論描述空間并聯(lián)機構(gòu)簡潔、直觀及鍵合圖多能域建模統(tǒng)一、規(guī)范的特點。利用旋量鍵合圖構(gòu)建并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)動力學(xué)模型;同時通... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 穩(wěn)定平臺發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 串聯(lián)穩(wěn)定平臺
        1.2.2 并聯(lián)穩(wěn)定平臺
    1.3 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
        1.3.1 三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)
        1.3.2 性能指標(biāo)
        1.3.3 動力學(xué)建模
        1.3.4 動力學(xué)參數(shù)辨識
    1.4 課題來源與主要研究內(nèi)容
第2章 并聯(lián)穩(wěn)定平臺運動學(xué)分析與機構(gòu)優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)組成
    2.3 并聯(lián)穩(wěn)定平臺運動學(xué)分析
        2.3.1 艦船穩(wěn)定平臺系統(tǒng)姿態(tài)描述
        2.3.2 運動學(xué)位置逆解
        2.3.3 速度和加速度分析
        2.3.4 姿態(tài)工作空間
    2.4 運動學(xué)性能指標(biāo)
        2.4.1 有效姿態(tài)工作空間
        2.4.2 運動學(xué)分配性能
    2.5 并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)優(yōu)化
        2.5.1 設(shè)計空間
        2.5.2 尺寸優(yōu)化
    2.6 本章小結(jié)
第3章 并聯(lián)穩(wěn)定平臺動力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 鍵合圖基本概述
        3.2.1 廣義變量與基本通口元件
        3.2.2 因果關(guān)系
        3.2.3 規(guī)則化的建模過程
    3.3 旋量鍵合圖
        3.3.1 廣義旋量變量
        3.3.2 可調(diào)變換器
    3.4 三維運動剛體及運動副旋量鍵合圖
        3.4.1 三維運動剛體旋量鍵合圖
        3.4.2 運動副旋量鍵合圖
    3.5 穩(wěn)定平臺機構(gòu)旋量鍵合圖
        3.5.1 驅(qū)動支鏈旋量鍵合圖
        3.5.2 動平臺旋量鍵合圖
        3.5.3 逆向動力學(xué)驗證
    3.6 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)全局動力學(xué)模型
        3.6.1 電液伺服系統(tǒng)鍵合圖
        3.6.2 穩(wěn)定平臺系統(tǒng)全局鍵合圖
    3.7 本章小結(jié)
第4章 并聯(lián)穩(wěn)定平臺動力學(xué)參數(shù)辨識
    4.1 引言
    4.2 基本動力學(xué)參數(shù)
    4.3 關(guān)于動力學(xué)參數(shù)的線性化模型
        4.3.1 關(guān)鍵點速度旋量等效
        4.3.2 關(guān)鍵點力旋量等效
        4.3.3 構(gòu)件動力學(xué)模型的線性化
        4.3.4 關(guān)于平臺慣性參數(shù)的線性化模型
        4.3.5 關(guān)于關(guān)節(jié)摩擦參數(shù)的線性化模型
    4.4 動力學(xué)參數(shù)辨識策略
        4.4.1 平臺慣性參數(shù)辨識原理
        4.4.2 激勵軌跡的優(yōu)化
        4.4.3 關(guān)節(jié)摩擦參數(shù)辨識
        4.4.4 辨識流程
    4.5 動力學(xué)參數(shù)辨識實驗研究
        4.5.1 辨識實驗裝置
        4.5.2 辨識實驗軌跡
        4.5.3 辨識結(jié)果及驗證
    4.6 本章小節(jié)
第5章 并聯(lián)穩(wěn)定平臺系統(tǒng)仿真分析與實驗研究
    5.1 引言
    5.2 仿真模型
        5.2.1 并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)建模
        5.2.2 液壓驅(qū)動系統(tǒng)建模
    5.3 跟蹤控制策略
        5.3.1 液壓缸位置小閉環(huán)控制方法
        5.3.2 雙閉環(huán)+速度前饋控制方法
    5.4 實驗研究
        5.4.1 實驗系統(tǒng)組成
        5.4.2 實驗驗證與測試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]并聯(lián)四自由度艦載穩(wěn)定平臺特性及控制研究[D]. 蘇士如.燕山大學(xué) 2014
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[3]基于并聯(lián)機構(gòu)的穩(wěn)定平臺建模與控制[D]. 劉義德.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3525724