【摘要】： 受控機(jī)構(gòu)學(xué)是隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與機(jī)構(gòu)學(xué)相結(jié)合的一門(mén)新興的學(xué)科。從上世紀(jì)九十年代初有關(guān)學(xué)者提出了這一機(jī)構(gòu)學(xué)的新概念,在短短的十多年時(shí)間里,已有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是,大多數(shù)的文獻(xiàn)都是從理論上對(duì)其進(jìn)行了探討,因此,從試驗(yàn)方面對(duì)其進(jìn)行研究迫在眉睫�；谶@一想法,本課題初步設(shè)計(jì)并建成了實(shí)現(xiàn)軌跡的受控平面五桿機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái),目的是通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的建立來(lái)驗(yàn)證理論上的結(jié)論,另一方面,也是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)推進(jìn)理論的發(fā)展,為以后的工業(yè)應(yīng)用奠定一定的試驗(yàn)基礎(chǔ)。 首先,本文介紹了受控五桿機(jī)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),闡述了試驗(yàn)臺(tái)的PID控制參數(shù)特性及其意義,并在其PID理論基礎(chǔ)上對(duì)基于PMAC控制器的五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析及調(diào)試,總結(jié)出了其相應(yīng)的調(diào)試方法。 其次對(duì)PMAC的PLC程序和運(yùn)動(dòng)程序的特點(diǎn)、工作原理作了分析,并對(duì)PMAC程序指令方式及程序運(yùn)行方式進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試,在PMAC產(chǎn)品自帶的原程序基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,初步實(shí)現(xiàn)了給定軌跡。 最后對(duì)PMAC的通信方式進(jìn)行了分析,分析了PMAC與DPR通信的方式,PMAC與主機(jī)通信的方式,以及其上位機(jī)和下位機(jī)通信原理,并根據(jù)其通信方式特點(diǎn)利用Visual C++ 6.0對(duì)五桿機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)作了開(kāi)發(fā)。根據(jù)五桿機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)的特性,建立了相應(yīng)的上位機(jī)控制系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)給定軌跡目的,在上位機(jī)控制系統(tǒng)中分別建立了相應(yīng)的軌跡輸入系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)設(shè)置系統(tǒng)、仿真校驗(yàn)系統(tǒng)、程序設(shè)定系統(tǒng)和軌跡檢驗(yàn)系統(tǒng),這些系統(tǒng)的建立在很大程度上彌補(bǔ)了PMAC產(chǎn)品提供的原有程序PEWIN的不足,為本試驗(yàn)臺(tái)創(chuàng)建了良好的軌跡實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。 此實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建立及控制系統(tǒng)的研究為受控五桿機(jī)構(gòu)精確實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)和軌跡提了供實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為下一步考慮桿件加工誤差、彈性變形以及運(yùn)動(dòng)副之間的間隙時(shí)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的調(diào)整提供依據(jù)。另一方面對(duì)受控五桿機(jī)構(gòu)的上位機(jī)控制程序建立,為智能化實(shí)現(xiàn)給定軌跡奠定了基礎(chǔ),也使得PMAC功能得到了進(jìn)一步的發(fā)揮和運(yùn)用。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)分析和上位機(jī)程序的調(diào)試運(yùn)行,取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果,從而證明了前期工作的可行性,并為后續(xù)工作提供了借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TH112
【圖文】：

脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制。在試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)中，PID 的調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。因此續(xù)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)完成，對(duì)其穩(wěn)定性的分析和調(diào)試是實(shí)際意義的。械系統(tǒng)確實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)的要求，近幾年來(lái)對(duì)二自由度平面五桿機(jī)構(gòu)的研究日的重視。根據(jù)文獻(xiàn)[22]中提出的綜合方法，已設(shè)計(jì)完成的五桿機(jī)構(gòu)機(jī)示，各設(shè)計(jì)參數(shù)為：1l =100mm，2l =350mm,3l =650mm,4l =600mm,5l =與2l 之間的夾角）。平面五桿機(jī)構(gòu)是由主動(dòng)件1l 和補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)3l 組成的兩而使機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)任意給定的軌跡。這里1l 是通過(guò)交流伺服電機(jī)控制，電機(jī)控制，4l 為機(jī)架,也作為試驗(yàn)平臺(tái)。5l 桿2l 與固接，通過(guò) P 點(diǎn)來(lái)實(shí)跡。5l2l3l

電機(jī)反饋的信號(hào)來(lái)校正輸出的速度命令信號(hào)，完全的閉環(huán)回路提供了系統(tǒng)。驗(yàn)臺(tái)采用的是半閉環(huán)控制方式，在試驗(yàn)中 PMAC 是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)控制訊才能完成系統(tǒng)的控制任務(wù)。系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用的是日本安川的∑5ADA，功率 7.5KW，電源輸入采用的三相 200V（380V 電壓變壓而成），。直線電機(jī)為英國(guó) Copley motion 公司生產(chǎn)的 TBX 系列中的 3810 型直號(hào)為 TBX3810-ES-A4-CD4-TH+TR38-475,其電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器采用的型號(hào)系統(tǒng)硬件連接系統(tǒng)中，控制方案種類(lèi)很多，本試驗(yàn)中，采用 PC 機(jī)＋運(yùn)動(dòng)控制器方式以 PMAC 控制器系列中的 Turbo PMAC（1）（以下簡(jiǎn)稱(chēng) PMAC）型卡作為機(jī)采用 Windows 98 系統(tǒng)。核心是 Motorola DSP56001（數(shù)字信號(hào)處理器），具有 I/O 功能，A/D試驗(yàn)中采用 PMAC 與 ISA 總線通信方式，其插卡方式如圖 2.4 所示。

FAULTANEA+LIM-LIMAA/BB/功放使能正向限位CC/GND+5V功放出錯(cuò)負(fù)向限位TURBOPMAC(1)J8/J9ACC-24PJ7Encoder Motor服器圖 2.5 J8 端口接線圖:模擬電源輸入（提供±12V 直流電壓和模道脈沖反饋），DAC（digital to analo位開(kāi)關(guān)＋LIM 和－LIM），放大器使能信號(hào)HMFL。試驗(yàn)平臺(tái)的兩個(gè)原動(dòng)件分別由兩套及線路連接如圖 2.6 所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 梁國(guó)全;二自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

2 祝榮;螺柱焊接機(jī)器人的控制系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2008年

3 王昆峰;液壓支架焊接機(jī)器人本體和控制系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2745369