發(fā)布時間：2017-05-18 14:16

  本文關(guān)鍵詞：六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)即為Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)。與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有精度高，剛度大，承載能力強(qiáng)，動態(tài)響應(yīng)速度快以及累積誤差小等優(yōu)點(diǎn)，使其成為近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)方向，并且被廣泛應(yīng)用到機(jī)器人，并聯(lián)機(jī)床和航空宇航等領(lǐng)域。雖然Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有上述很多優(yōu)點(diǎn)，但其自身具有明顯的缺點(diǎn)，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，，作動器之間具有強(qiáng)烈的耦合運(yùn)動特性，這就導(dǎo)致并聯(lián)機(jī)構(gòu)容易產(chǎn)生奇異位形、靈活性差等缺點(diǎn)。為了盡量避開或減少上述缺點(diǎn)對機(jī)構(gòu)性能的影響，需要對Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，那么對Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性作深入的了解是必不可少的。 本文首先對Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，通過運(yùn)動學(xué)反解的方式推導(dǎo)出Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)方程。運(yùn)用Newton-Euler法建立了單剛體動力學(xué)方程，運(yùn)用簡便的Kane方法建立了多剛體動力學(xué)方程。并且提出了Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能的評價指標(biāo)，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化做好理論準(zhǔn)備。 其次，運(yùn)用ADAMS軟件對Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化建模，進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)仿真。將ADAMS仿真的結(jié)果與理論計算的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了單剛體動力學(xué)模型和多剛體動力學(xué)模型的正確性。 最后，對Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化之前先定性地分析了并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，確定了結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選范圍。然后以經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo)，利用遺傳算法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行自動尋優(yōu)，得到了一組具體的優(yōu)化結(jié)果，并將優(yōu)化后的結(jié)果與優(yōu)化前進(jìn)行了對比分析。
【關(guān)鍵詞】：Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu) ADAMS仿真 遺傳算法 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義9-10
• 1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 發(fā)展概述10-13
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析18-23
• 2.2.1 坐標(biāo)系的建立18-19
• 2.2.2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動描述19-20
• 2.2.3 運(yùn)動學(xué)反解20-23
• 2.2.4 運(yùn)動學(xué)正解23
• 2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析23-28
• 2.3.1 單剛體動力學(xué)24-25
• 2.3.2 多剛體動力學(xué)25-28
• 2.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能指標(biāo)28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 ADAMS 參數(shù)化建模與仿真分析30-50
• 3.1 引言30
• 3.2 ADAMS 參數(shù)化建模30-34
• 3.3 ADAMS 模型仿真分析34-49
• 3.3.1 ADAMS 模型運(yùn)動學(xué)仿真34-42
• 3.3.2 ADAMS 模型動力學(xué)仿真42-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-65
• 4.1 引言50
• 4.2 優(yōu)化設(shè)計變量選取及其對性能影響50-55
• 4.2.1 優(yōu)化設(shè)計變量的選取50-51
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對性能的影響51-55
• 4.3 優(yōu)化目標(biāo)與約束條件的選取55-57
• 4.3.1 目標(biāo)函數(shù)的建立55-56
• 4.3.2 選取約束條件56-57
• 4.4 利用遺傳算法結(jié)構(gòu)優(yōu)化57-63
• 4.4.1 遺傳算法簡述57-59
• 4.4.2 遺傳算法優(yōu)化計算59-61
• 4.4.3 遺傳算法優(yōu)化結(jié)果分析61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71

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1 徐東光,吳盛林,袁立鵬;一種增大6-UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的有效方法的研究[J];機(jī)床與液壓;2005年08期

2 李乃華,王金敏,曾維川,王惠娟;Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)連桿干涉檢測算法[J];機(jī)械設(shè)計;2003年12期

3 楊磊;仝崇樓;龔小平;韓彥彬;;6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺正解方法研究[J];長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2006年02期

4 于振文;張亞杰;;少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)探析[J];制造業(yè)自動化;2011年03期

5 余順年;陳扼西;馬履中;;基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)中醫(yī)推拿機(jī)器人機(jī)型研究[J];工程設(shè)計學(xué)報;2006年06期

6 黃昔光;何廣平;譚曉蘭;袁俊杰;崔桂芝;;并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀分析[J];北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年03期

7 黃田,李亞,李思維,唐國寶,趙興玉,D.J.Whitehouse,D.G.Chetwynd;一種三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)幾何誤差建模、靈敏度分析及裝配工藝設(shè)計[J];中國科學(xué)E輯;2002年05期

8 唐國寶,黃田;Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度標(biāo)定方法研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2003年08期

9 張輝,王啟明,葉佩青,汪勁松;通用Stewart平臺運(yùn)動學(xué)正向數(shù)值求解方法及應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報;2002年S1期

10 高峰,黃玉美,史文浩,彭中波,樊澤明,程祥;3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間分析的球坐標(biāo)搜索法[J];西安理工大學(xué)學(xué)報;2001年03期

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1 董培濤;吳學(xué)忠;;平面二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間分析的新方法[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

2 薛明;顏永年;張人佶;李衛(wèi);;一種三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在熔融擠壓成形工藝中的應(yīng)用[A];特種加工技術(shù)——2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

3 徐東光;吳盛林;袁立鵬;;一種增大6-UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間有效方法的研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

4 張建軍;李為民;李穎;高峰;;一種新型正交結(jié)構(gòu)6-PPPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動學(xué)解耦性研究[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

5 吳宇列;吳學(xué)忠;李圣怡;;并聯(lián)機(jī)構(gòu)位形空間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

6 高峰;;并聯(lián)構(gòu)型裝備的設(shè)計理論及其應(yīng)用技術(shù)研究[A];全國生產(chǎn)工程第九屆年會暨第四屆青年科技工作者學(xué)術(shù)會議論文集（二）[C];2004年

7 張義鳳;姚郁;;六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動速度性能優(yōu)化設(shè)計[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會第五次全國會員代表大會暨2006年全國學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

8 張宏立;彭光正;;SIMULINK環(huán)境下3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動可視化研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 范守文;徐禮鉅;;1PP+4TPS型空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置正解[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

10 孟飛;;極限邊界搜索實(shí)現(xiàn)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間分析[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第五屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)交流會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 由慶祝;國內(nèi)首臺新型并聯(lián)機(jī)床在哈量下線[N];中國工業(yè)報;2007年

2 安世亞太 楊振亞;基于笛卡兒網(wǎng)格的六自由度運(yùn)動模擬（一）[N];中國航空報;2006年

3 ;清華大學(xué)齊二機(jī)床聯(lián)合研制成功國內(nèi)首臺重型混聯(lián)機(jī)床[N];科技日報;2008年

4 楊琨;上海館今起開放全部展項[N];中國貿(mào)易報;2010年

5 柯葆;國內(nèi)首臺重型混聯(lián)機(jī)床問世[N];中國船舶報;2008年

6 本報記者 由慶祝;哈量研制出國際頂級LINKS-EXE700并聯(lián)機(jī)床[N];中國工業(yè)報;2007年

7 本報記者 蘭海俠;五強(qiáng)聯(lián)手 新一代并聯(lián)機(jī)床試水中國市場[N];機(jī)電商報;2007年

8 中國工程院院士　周勤之;制造業(yè)：生產(chǎn)物質(zhì)財富的產(chǎn)業(yè)[N];中華讀書報;2003年

9 沈建苗 編譯;警惕:僵尸網(wǎng)絡(luò) 死灰復(fù)燃[N];計算機(jī)世界;2009年

10 黃夢 一冰/編譯;苦覓創(chuàng)業(yè)良機(jī) 方案提供商艱難圖存[N];電腦商報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚蕊;大跨度索并聯(lián)機(jī)構(gòu)力特性及尺度綜合設(shè)計研究[D];清華大學(xué);2010年

2 郝齊;一種兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及動力學(xué)控制研究[D];清華大學(xué);2011年

3 張克濤;變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與運(yùn)動特性研究[D];北京交通大學(xué);2010年

4 李彬;支鏈布局對一類三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)約束及運(yùn)動學(xué)性能的影響研究[D];天津大學(xué);2012年

5 許允斗;基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論大型鍛造操作機(jī)設(shè)計與分析[D];燕山大學(xué);2012年

6 丁玲;并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)鋽?shù)組綜合理論與計算機(jī)化研究[D];燕山大學(xué);2012年

7 程世利;并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干基本問題的研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

8 張彥斌;少自由度無奇異完全各向同性并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合理論研究[D];西安理工大學(xué);2008年

9 胡波;基于約束力/矩的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和串并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論研究[D];燕山大學(xué);2010年

10 孫堅;基于生物智能的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動控制及其仿真研究[D];東華大學(xué);2009年

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1 許懷友;少自由度并聯(lián)示教機(jī)器人的結(jié)構(gòu)學(xué)與運(yùn)動學(xué)設(shè)計[D];重慶大學(xué);2004年

2 岳擴(kuò)明;3-RPC并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能指標(biāo)分析與仿真[D];燕山大學(xué);2010年

3 趙進(jìn)科;正交三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析[D];鄭州大學(xué);2010年

4 曲展龍;六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 陳茂圣;基于三并聯(lián)萬向腕關(guān)節(jié)和二并聯(lián)機(jī)構(gòu)的混聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差研究[D];東北大學(xué);2010年

6 田冠男;一種含非對稱主動運(yùn)動支鏈的新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)研究[D];天津大學(xué);2005年

7 衛(wèi)進(jìn);基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)新型液壓支架的研究[D];太原理工大學(xué);2005年

8 宋曉飛;六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差分析和補(bǔ)償[D];重慶大學(xué);2012年

9 李永泉;一種新型4-RPTR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析及仿真研究[D];燕山大學(xué);2005年

10 吳筱春;6-PUS并聯(lián)機(jī)器人數(shù)字化樣機(jī)的研究[D];河海大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：376301