本文關(guān)鍵詞：球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制研究

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【摘要】：球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)是球面2-DOF并聯(lián)機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，可完成球面上點(diǎn)的定位，具有良好的應(yīng)用發(fā)展前景。本課題組在對(duì)球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等方面進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)加工了機(jī)構(gòu)樣機(jī)，并搭建了“PC機(jī)+PMAC卡”運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，但僅僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的初步控制。因此，本文以球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)樣機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)其控制策略、控制方法及其實(shí)現(xiàn)問題等進(jìn)行了一定深度的研究。 本文依據(jù)前人研究成果，求解可應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制編程的樣機(jī)正反解及雅可比矩陣計(jì)算式；在樣機(jī)的工作空間內(nèi)，，對(duì)球面上兩點(diǎn)間的任意圓弧運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行規(guī)劃，并研究組合型軌跡規(guī)劃曲線在路徑規(guī)劃中的應(yīng)用方法。 分析球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，并對(duì)其功能層次進(jìn)行劃分；依據(jù)硬件條件，采用合適可行的控制策略實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制；建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用Simulink搭建仿真模型，對(duì)采用的控制策略進(jìn)行仿真研究，探究控制策略的優(yōu)劣；建立MATLAB+ADAMS聯(lián)合仿真模型，直觀的反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 分析球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，并對(duì)其功能層次進(jìn)行劃分；采用合適的編程語言開發(fā)功能完備的上位機(jī)控制軟件，并分析各層次軟件功能的實(shí)現(xiàn)問題。 在上述分析研究的基礎(chǔ)上，將控制策略應(yīng)用于球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制，并對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果，證明控制策略的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：球面并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 路徑規(guī)劃 變結(jié)構(gòu)控制 控制仿真
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH112;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 球面并聯(lián)機(jī)器人概述10-13
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)器人起源10-11
• 1.2.2 球面并聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 并聯(lián)機(jī)器人控制技術(shù)概述13-15
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介16-18
• 2.3 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析18-20
• 2.3.1 位置反解18
• 2.3.2 位置正解18-19
• 2.3.3 雅可比矩陣19-20
• 2.4 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃20-28
• 2.4.1 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)軌跡規(guī)劃方法20-23
• 2.4.2 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)路徑規(guī)劃23-27
• 2.4.3 實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中存在的問題27-28
• 2.5 算例28-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)33-36
• 3.3.1 Turbo PMAC Clipper 及 ACC-8P 簡(jiǎn)介34-35
• 3.3.2 交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介35-36
• 3.4 球面5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制策略36-37
• 3.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制簡(jiǎn)介37-40
• 3.5.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理37-39
• 3.5.2 滑模變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)伺服系統(tǒng)建模及仿真41-61
• 4.1 引言41
• 4.2 交流伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型41-42
• 4.3 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型及仿真42-44
• 4.4 速度環(huán)數(shù)學(xué)模型及仿真44-48
• 4.5 位置環(huán)數(shù)學(xué)模型48-51
• 4.6 位置環(huán)仿真51-55
• 4.6.1 PID 控制器51
• 4.6.2 PID+速度/加速度前饋+NOTCH 濾波控制器51-53
• 4.6.3 SMC 控制器53-55
• 4.7 仿真結(jié)果對(duì)比分析55-58
• 4.8 MATLAB 和 ADAMS 聯(lián)合仿真58-60
• 4.8.1 聯(lián)合仿真模型及仿真流程58-59
• 4.8.2 聯(lián)合仿真建模方法59-60
• 4.9 本章小結(jié)60-61
• 第5章 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)61-62
• 5.3 終端用戶層控制軟件開發(fā)62-68
• 5.3.1 設(shè)計(jì)原則62
• 5.3.2 終端用戶層控制軟件功能模塊62-68
• 5.3.3 控制軟件安全設(shè)置68
• 5.4 通信層功能實(shí)現(xiàn)68-70
• 5.4.1 PComm32PRO 動(dòng)態(tài)鏈接庫68-69
• 5.4.2 通信方法69-70
• 5.5 系統(tǒng)層功能實(shí)現(xiàn)70-72
• 5.5.1 PMAC 軟件系統(tǒng)71
• 5.5.2 PMAC 軌跡生成71-72
• 5.5.3 PMAC 數(shù)據(jù)采集72
• 5.6 伺服控制層功能實(shí)現(xiàn)72-74
• 5.6.1 伺服驅(qū)動(dòng)器控制算法73
• 5.6.2 PMAC 卡控制算法73-74
• 5.7 本章小結(jié)74-75
• 第6章 球面 5R 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究75-86
• 6.1 引言75
• 6.2 硬件連接及設(shè)置75-77
• 6.2.1 PC 機(jī)與 PMAC 卡連接75-76
• 6.2.2 PMAC 卡與 Acc-8P 連接76
• 6.2.3 Acc-8P 與伺服驅(qū)動(dòng)器連接76-77
• 6.2.4 伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)連接77
• 6.3 位置控制實(shí)驗(yàn)研究77-79
• 6.3.1 位置控制系統(tǒng)設(shè)置78
• 6.3.2 控制器增益調(diào)整78-79
• 6.4 速度控制實(shí)驗(yàn)研究79-82
• 6.4.1 速度控制系統(tǒng)設(shè)置79-80
• 6.4.2 PID+速度/加速度前饋+NOTCH 濾波控制80-82
• 6.4.3 SMC 控制82
• 6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析82-85
• 6.6 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄91-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果95-96
• 致謝96-97
• 作者簡(jiǎn)介97

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張俊萍,鮑慧玲,王濤;基于PMAC的直線電機(jī)PID控制性能研究[J];淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

2 吳博,吳盛林,趙克定;并聯(lián)機(jī)器人控制策略的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)床與液壓;2005年10期

3 周青松;張鐵;;基于IPC和PMAC的噴涂機(jī)器人控制軟件體系結(jié)構(gòu)的研究[J];機(jī)床與液壓;2009年12期

4 陳海忠;高國(guó)琴;;兩自由度并聯(lián)機(jī)器人的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)滑�？刂撇呗匝芯縖J];機(jī)床與液壓;2011年07期

5 曹志杰;孫漢旭;賈慶軒;;基于ADAMS和MATLAB的雙輪虛擬倒立擺的控制仿真[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2007年04期

6 殷翔;董正筑;王繼燕;;ADAMS和Matlab交互仿真的機(jī)械臂定位控制[J];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

7 趙保亞;;基于PMAC的數(shù)控系統(tǒng)PID參數(shù)調(diào)節(jié)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2007年10期

8 高國(guó)琴;夏文娟;宋慶;;積分切換面自適應(yīng)滑模控制及其在并聯(lián)機(jī)器人中的應(yīng)用[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年02期

9 張立杰;牛躍偉;李永泉;黃真;;基于工作空間的球面5R并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2007年02期

10 李永泉;張立杰;郭菲;郭志民;;球面2-DOF冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人靜力學(xué)全解[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年19期

本文編號(hào)：1082559