【摘要】：3-(2SPS)三平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)支鏈?zhǔn)侨M同步驅(qū)動(dòng)的平行桿。同步控制的精度及動(dòng)態(tài)性能是保證機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性能的核心。針對(duì)這個(gè)問題,本文提出了將交叉耦合控制與模糊PID控制算法相結(jié)合的復(fù)合同步控制方案,并進(jìn)行了較為細(xì)致地研究。 主要研究內(nèi)容如下：根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)參數(shù),構(gòu)建了并聯(lián)機(jī)構(gòu)三平動(dòng)的位置方程,分析比較了三平動(dòng)三階逆雅可比矩陣與支鏈存在同步誤差導(dǎo)致動(dòng)平臺(tái)微擺動(dòng)的六階逆雅可比矩陣；構(gòu)建了支鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù),分析了其的穩(wěn)定性以及誤差問題,確定了影響系統(tǒng)誤差的主要因素；基于PID原理引入了前饋方法構(gòu)建了單驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器,雙桿同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器采用了交叉耦合控制與模糊PID控制算法相結(jié)合的方式,在不同的條件下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)及對(duì)比,分析該控制器的控制效果；建立了兩電機(jī)同步控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案,基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別對(duì)硬件與軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件方面包括DSP控制器原理圖與PCB的設(shè)計(jì)以及調(diào)試,控制系統(tǒng)的構(gòu)建以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、光電編碼器檢測(cè)模塊與電位器模塊的連線；軟件方面包括在CCS上進(jìn)行了軟件編程,構(gòu)建了具體的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)交叉耦合控制與模糊PID控制相結(jié)合的同步控制算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析,對(duì)于系統(tǒng)反饋過程中的計(jì)數(shù)寄存器過零點(diǎn)問題,設(shè)計(jì)了一種簡單有效的過零點(diǎn)算法。 研究結(jié)果表明采用交叉耦合控制與模糊控制算法相結(jié)合的復(fù)合控制方式可以很好地保證控制要求,精度較高,為雙桿同步驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)工程應(yīng)用提供了依據(jù)。
[Abstract]:The kinematic branching chain of 3-(2SPS) 3-parallel mechanism is a parallel rod driven by three synchronously. The precision and dynamic performance of synchronous control are the core to ensure the performance of the mechanism. In order to solve this problem, a hybrid synchronous control scheme combining cross coupling control and fuzzy PID control algorithm is proposed and studied in detail. The main research contents are as follows: according to the structure characteristics and structural parameters of the mechanism, the position equation of the three translational motions of the parallel mechanism is constructed. This paper analyzes and compares the sixth order inverse Jacobian matrix with the synchronization error of the third order inverse Jacobian matrix and the branching chain, constructs the transfer function of the branch chain driving system, and analyzes its stability and error problem. The main factors influencing the system error are determined, and the controller of the single drive system is constructed based on the feedforward method based on the PID principle, and the controller of the two-bar synchronous drive system adopts the combination of cross-coupling control and fuzzy PID control algorithm. The simulation experiments under different conditions are carried out, and the control effect of the controller is analyzed, and the experimental platform for synchronous control of two motors is established, and the experimental scheme of the control system is designed, which is based on the experimental platform. The hardware and software are designed respectively. The hardware includes the design and debugging of DSP controller schematic diagram and PCB, the construction of control system and the connection of motor driving module, photoelectric encoder detection module and potentiometer module. The specific motion trajectory is constructed, and the synchronization control algorithm combining cross coupling control and fuzzy PID control is verified and analyzed experimentally. The zero crossing problem of counting registers in the feedback process of the system is analyzed. A simple and effective zero crossing algorithm is designed. The research results show that the combined control method of cross coupling control and fuzzy control algorithm can ensure the control requirement well and the precision is high. It provides the basis for the engineering application of the parallel mechanism with double rod synchronous drive.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH112;TH113

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2239316