本文關(guān)鍵詞：基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的空間3-RPC型柔順微動(dòng)精密定位平臺(tái)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著科技發(fā)展微定位技術(shù)受到越來(lái)越多關(guān)注并在精密機(jī)械制造、加工、裝配、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、精密光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。這些領(lǐng)域?qū)芏ㄎ幌到y(tǒng)的要求也越來(lái)越高：不僅要求系統(tǒng)具有良好運(yùn)動(dòng)特性、高精度的定位精度還要系統(tǒng)具有快速的響應(yīng)時(shí)間,因此,研究一種柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于精密定位平臺(tái)系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?本文主要對(duì)精密定位平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)研究,設(shè)計(jì)以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),3-RPC型柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為精密定位平臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),采用常規(guī)PID控制方法結(jié)合微位移檢測(cè)裝置構(gòu)成精密定位平臺(tái)系統(tǒng)。 基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)螺旋理論基礎(chǔ)對(duì)3-RPC型并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析,結(jié)合柔性鉸鏈特性研究設(shè)計(jì)了3-RPC型柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu),對(duì)柔順支鏈采用整體式設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)支鏈結(jié)構(gòu)相比消除了傳動(dòng)中的裝配誤差、間隙、及機(jī)械摩擦,提高了機(jī)構(gòu)定位精度。 運(yùn)用虛功原理建立了柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜剛度模型；利用Solidworks軟件建立了柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型,利用ANSYS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)仿真得出機(jī)構(gòu)仿真輸出位移,為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供對(duì)比依據(jù)；由機(jī)構(gòu)靜剛度模型結(jié)合仿真分析得出機(jī)構(gòu)靜剛度矩陣。 精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制。在對(duì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上分析研究了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的工作原理及其遲滯、蠕變、非線性等特性；建立了精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)了平臺(tái)PID控制器并進(jìn)行了仿真。 搭建了精密定位平臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)壓電陶瓷定位精度及平臺(tái)定位精度進(jìn)行了測(cè)試,分析了定位系統(tǒng)誤差來(lái)源及產(chǎn)生原因。測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證了精密定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析的合理性。
【關(guān)鍵詞】：精密定位 柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)控制 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH112;TH703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 精密定位平臺(tái)的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 定位平臺(tái)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 精密定位關(guān)鍵技術(shù)13-14
• 1.3 課題研究的目的和意義14-15
• 1.3.1 精密定位系統(tǒng)應(yīng)用14-15
• 1.3.2 研究的目的和意義15
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 基于柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三自由度精密定位平臺(tái)理論基礎(chǔ)17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 精密定位平臺(tái)系統(tǒng)17-18
• 2.3 基于柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精密定位平臺(tái)構(gòu)型18-20
• 2.3.1 柔性鉸鏈替代法18-19
• 2.3.2 基于柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精密定位平臺(tái)構(gòu)型19-20
• 2.4 柔性鉸鏈20-22
• 2.4.1 柔性運(yùn)動(dòng)副20-21
• 2.4.2 柔性鉸鏈材料及加工21-22
• 2.5 精密定位平臺(tái)構(gòu)型22-25
• 2.5.1 螺旋理論22-24
• 2.5.2 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)24-25
• 2.6 精密定位平臺(tái)剛度特性25-29
• 2.6.1 剛度及柔度25
• 2.6.2 柔性鉸鏈剛度25-28
• 2.6.3 精密定位平臺(tái)剛度模型的建立28-29
• 2.7 小結(jié)29-30
• 第三章 空間3-RPC型柔順微動(dòng)精密定位平臺(tái)的設(shè)計(jì)與仿真30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 3-RPC型柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究30-32
• 3.2.1 3-RPC并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型30-31
• 3.2.2 自由度及約束分析31-32
• 3.3 基于3-RPC型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精密定位平臺(tái)設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 精密定位平臺(tái)靜力學(xué)仿真及剛度分析33-41
• 3.4.1 有限元分析法33-34
• 3.4.2 精密定位平臺(tái)機(jī)構(gòu)靜剛度仿真34-35
• 3.4.3 剛度計(jì)算35-36
• 3.4.4 精密定位平臺(tái)靜力分析36-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第四章 3-RPC型精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)研究42-55
• 4.1 引言42
• 4.2 精密定位平臺(tái)硬件系統(tǒng)42-45
• 4.2.1 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器43
• 4.2.2 壓電陶瓷控制器43-44
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集及檢測(cè)裝置44-45
• 4.2.4 隔振裝置45
• 4.3 精密定位平臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模45-49
• 4.3.1 驅(qū)動(dòng)器工作原理及其特性45-47
• 4.3.2 壓電陶瓷傳遞函數(shù)47-48
• 4.3.3 控制器傳遞函數(shù)48
• 4.3.4 精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)48-49
• 4.4 精密定位平臺(tái)控制49-53
• 4.4.1 PID控制原理49-51
• 4.4.2 PID參數(shù)整定51
• 4.4.3 定位平臺(tái)PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)51-52
• 4.4.4 仿真分析52-53
• 4.5 小結(jié)53-55
• 第五章 精密定位平臺(tái)實(shí)驗(yàn)分析55-61
• 5.1 引言55
• 5.2 驅(qū)動(dòng)器測(cè)試實(shí)驗(yàn)55-56
• 5.3 精密定位平臺(tái)精度測(cè)試56-58
• 5.4 定位精度及誤差分析58-60
• 5.5 小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與體會(huì)61-63
• 6.1 全文總結(jié)61-62
• 6.2 體會(huì)62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 致謝65-66
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果66-67

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本文編號(hào)：413981