本文關(guān)鍵詞：四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的平穩(wěn)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,人們對運動載體的平穩(wěn)性能有著越來越高的要求,在運輸運載過程中,載體上的人員、儀器設(shè)備、貴重貨品等都需要一個水平穩(wěn)定的運載平臺,工程界對平臺的平穩(wěn)控制技術(shù)有著迫切的需求。本文針對四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺進行平臺位姿平穩(wěn)控制的研究,在充分分析并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點和運動規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出應(yīng)用模糊控制方法對平臺多輸入多輸出強耦合過程進行控制,并在實驗平臺上實現(xiàn)了平臺的平穩(wěn)控制,取得良好的控制效果。 論文首先介紹了四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的主體結(jié)構(gòu),對其進行自由度分析和位置正反解求解計算,給出了平臺位姿參數(shù)的測量計算方法。并從平穩(wěn)控制的特點出發(fā)分析了平臺控制系統(tǒng)所要具備的硬件條件,對四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成進行詳細介紹。在此基礎(chǔ)上進行控制策略的探究,分析了傳統(tǒng)的控制方法并指出它們的不足之處,提出了應(yīng)用不依賴被控對象精確模型的模糊控制方法進行平臺平穩(wěn)控制系統(tǒng)的設(shè)計。 然后,對平臺作為多變量耦合系統(tǒng)被控對象的耦合特性進行分析,得出了適當(dāng)近似處理下控制量增量與位姿參數(shù)變化之間的關(guān)系矩陣,從具體的數(shù)值關(guān)系中獲得被控系統(tǒng)的耦合信息。并以此為依據(jù),適度地對控制系統(tǒng)進行設(shè)計分解。在模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計中,結(jié)合補償解耦的思想,引入模糊補償器,進行控制系統(tǒng)解耦環(huán)節(jié)的設(shè)計,有效提高了模糊控制系統(tǒng)應(yīng)對平臺耦合特性的能力。 最后,根據(jù)平臺平穩(wěn)控制的需要和模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計思路,在主機上利用Visual C++開發(fā)設(shè)計了控制軟件并實現(xiàn)控制算法,在四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺上進行無擾動調(diào)平實驗和隨機干擾平穩(wěn)控制實驗,實驗結(jié)果表明：第一,本文所設(shè)計的平穩(wěn)控制系統(tǒng)是有效和穩(wěn)定的,能有效應(yīng)對多輸入多輸出強耦合被控過程。在無擾動調(diào)平實驗中,大量實驗得到的數(shù)據(jù)相當(dāng)接近,沒有出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,在隨機干擾平穩(wěn)控制實驗中,面對不同類型的持續(xù)干擾作用,控制系統(tǒng)均能有效應(yīng)對,保持平臺位姿一定程度的水平穩(wěn)定；第二,控制系統(tǒng)具有良好的控制效果,在無擾動調(diào)平方面,能夠?qū)ζ脚_位姿進行快速調(diào)平,50次無擾動調(diào)平實驗的平均調(diào)平時間為0.61s,橫向傾斜平均調(diào)平精度為0.17°,縱向傾斜平均調(diào)平精度為0.18°,上下偏移平均調(diào)平精度為0.68mm,綜合偏離平均調(diào)平精度為0.075(位姿均方差值),在隨機干擾平穩(wěn)控制方面,能及時應(yīng)對外界的隨機干擾,在干擾源的最大干擾幅值下,面對0.2Hz或更低頻率的干擾作用,干擾隔離度可達20dB以上,平穩(wěn)控制系統(tǒng)對低頻大幅值干擾表現(xiàn)出較強的控制性能。
【關(guān)鍵詞】：模糊控制 并聯(lián)機構(gòu) 平穩(wěn)控制 多輸入多輸出 耦合系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP273;TH703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• CONTENTS10-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 相關(guān)內(nèi)容的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 并聯(lián)機構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 并聯(lián)機構(gòu)控制策略的研究現(xiàn)狀15
• 1.2.3 多變量耦合系統(tǒng)模糊控制的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究的內(nèi)容和論文工作安排16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第二章 四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的結(jié)構(gòu)分析18-25
• 2.1 平臺主體機構(gòu)及其自由度18-20
• 2.1.1 平臺的主體結(jié)構(gòu)分析18-19
• 2.1.2 平臺的運動自由度分析19-20
• 2.2 平臺的運動學(xué)分析20-22
• 2.2.1 位置反解20-21
• 2.2.2 位置正解21-22
• 2.3 平臺位姿的檢測22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成及控制策略探究25-36
• 3.1 平臺的系統(tǒng)構(gòu)成25-26
• 3.2 平臺的硬件構(gòu)成26-31
• 3.2.1 伺服電動缸26-28
• 3.2.2 運動控制卡28-30
• 3.2.3 位姿檢測設(shè)備30-31
• 3.3 平臺控制策略的探究31-35
• 3.3.1 平臺傳統(tǒng)控制策略的分析31-34
• 3.3.2 平臺模糊控制策略的提出34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的模糊控制方法研究36-53
• 4.1 四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的特性分析36-41
• 4.1.1 平臺運動輸入輸出的耦合關(guān)系36-40
• 4.1.2 平穩(wěn)控制系統(tǒng)設(shè)計分解40-41
• 4.2 模糊控制系統(tǒng)總體設(shè)計思路41-43
• 4.3 模糊控制器的設(shè)計43-49
• 4.3.1 輸入輸出變量的確定及模糊描述44-47
• 4.3.2 模糊規(guī)則的建立47-49
• 4.3.3 控制輸出的清晰化49
• 4.4 模糊補償器的設(shè)計49-52
• 4.4.1 輸入輸出變量的確定及模糊描述49-51
• 4.4.2 模糊規(guī)則的建立51
• 4.4.3 補償輸出的清晰化51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 平臺平穩(wěn)控制系統(tǒng)的開發(fā)與實驗53-64
• 5.1 平臺平穩(wěn)控制評價指標53-54
• 5.2 控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)54-55
• 5.3 平臺平穩(wěn)控制實驗55-62
• 5.3.1 無擾動調(diào)平實驗55-58
• 5.3.2 隨機干擾平穩(wěn)控制實驗58-62
• 5.4 實驗結(jié)果分析62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文70-72
• 致謝72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 房海蓉;陳江紅;;一種新型四自由度并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計與分析[J];北京交通大學(xué)學(xué)報;2011年04期

2 李寧寧;趙鐵石;邊輝;;雙重驅(qū)動四自由度并聯(lián)機構(gòu)型綜合[J];機械設(shè)計與研究;2008年01期

3 陳文家,陳書宏,張波,趙明揚;一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)及其運動學(xué)建模[J];機械設(shè)計;2001年10期

4 馬履中;陳修祥;楊啟志;尹小琴;吳偉光;楊寧;石奇端;;基于并聯(lián)機構(gòu)的具有冗余自由度四自由度彈性阻尼減振裝置研究[J];中國機械工程;2006年17期

5 陳修祥;馬履中;吳偉光;尹小琴;;兩平移兩轉(zhuǎn)動四自由度減振平臺設(shè)計、仿真與測試[J];振動與沖擊;2006年06期

6 李琦;劉紅軍;;基于剛?cè)峤Y(jié)合的四自由度并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型設(shè)計[J];機械工程師;2008年07期

7 劉紅軍,趙明揚;一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)的標定技術(shù)[J];機床與液壓;2005年06期

8 成海波,傘紅軍,姚緒里;一種四自由度混合型并聯(lián)平臺機構(gòu)的工作空間分析[J];工具技術(shù);2004年08期

9 范彩霞;劉宏昭;張彥斌;;基于構(gòu)型演變和李群理論的2T2R型四自由度并聯(lián)機構(gòu)型綜合[J];中國機械工程;2010年09期

10 趙鐵石,黃真;一種新型四自由度并聯(lián)平臺機構(gòu)及其位置分析[J];機械科學(xué)與技術(shù);2000年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何瑾;左保軍;范志剛;李宏;董密林;邱俊文;桂兵;徐紅;;四自由度的位移測量[A];2002年中國光學(xué)學(xué)會年會論文集[C];2002年

2 馮志友;金國光;張策;楊廷力;;少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)逆動力學(xué)仿真[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

3 黃真;李秦川;;幾種新型對稱的少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)[A];第十三屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2002年

4 劉良生;梁棟;;四自由度教學(xué)機器人的研究[A];綠色制造與低碳經(jīng)濟——2010年海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2010年

5 駱睿;李唐軍;王目光;崔杰;簡水生;;四自由度法補償OTDM系統(tǒng)中大PMD[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

6 秦長濤;柴慶宣;段廣仁;;4自由度主動磁懸浮軸承H_∞動態(tài)補償器控制設(shè)計[A];2005中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2005年

7 邱文龍;;基于VC++的四自由度工業(yè)機器人控制程序編制[A];福建省科協(xié)第四屆學(xué)術(shù)年會——提升福建制造業(yè)競爭力的戰(zhàn)略思考專題學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

8 董培濤;吳學(xué)忠;;平面二自由度并聯(lián)機構(gòu)工作空間分析的新方法[A];面向21世紀的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀的生產(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

9 薛明;顏永年;張人佶;李衛(wèi);;一種三自由度并聯(lián)機構(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

10 倪受東;文巨峰;顏景平;;四自由度冗余度機器人雅可比矩陣的建立[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 劉艷榮;863科技大展機器人風(fēng)頭出盡[N];大眾科技報;2001年

2 馮國梧 宋雪峰;我國首臺微創(chuàng)手術(shù)機器人“妙手A”問世[N];中國技術(shù)市場報;2010年

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

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

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

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

7 本報記者 蘭海俠;五強聯(lián)手 新一代并聯(lián)機床試水中國市場[N];機電商報;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 記者 馮國梧　通訊員 宋雪峰;我自主研制成功首臺微創(chuàng)外科手術(shù)機器人“妙手A”[N];科技日報;2010年

10 王玲玲;遼寧工業(yè)機器人國內(nèi)市場份額第一[N];中國機電日報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

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

3 程佳;并聯(lián)4TPS-1PS型電動穩(wěn)定跟蹤平臺的特性及控制研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 陳巧紅;少自由度并聯(lián)機構(gòu)自由度分析中的若干關(guān)鍵問題研究[D];浙江理工大學(xué);2011年

5 韓書葵;少自由度并聯(lián)機構(gòu)真實運動特性分析[D];北京交通大學(xué);2008年

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

7 劉金龍;人工髖關(guān)節(jié)并聯(lián)仿生試驗機研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

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

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

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

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃昊聰;四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的平穩(wěn)控制研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

2 柳天杰;四自由度并聯(lián)工作臺虛擬設(shè)計與仿真[D];蘭州理工大學(xué);2011年

3 姜玉成;四自由度高速并聯(lián)機器人機構(gòu)特性分析與動力學(xué)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

4 秦磊;新型四自由度并聯(lián)工作臺的研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

5 陳利劍;二并聯(lián)四自由度機器人工作空間及剛度分析[D];東北大學(xué);2008年

6 潘健;四自由度機械臂網(wǎng)絡(luò)化遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];安徽工程大學(xué);2012年

7 岳擴明;3-RPC并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)性能指標分析與仿真[D];燕山大學(xué);2010年

8 王道臣;四自由度電液控制運動平臺的研制[D];浙江大學(xué);2011年

9 劉翼;四自由度并聯(lián)傳動型相貫線焊接機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

10 張進偉;四自由度平面關(guān)節(jié)型機器人結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[D];東北大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：四自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺的平穩(wěn)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：307267