【摘要】：索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)是由柔索替代傳統(tǒng)剛性桿的一種新型并聯(lián)機構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強、工作空間靈活、易于實現(xiàn),在實際工程中得到了廣泛應(yīng)用。索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的出現(xiàn)是并聯(lián)機構(gòu)家族中的一次重要補充,極大地拓展了并聯(lián)機構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域,但其控制方法和控制精度仍是限制索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)在各個行業(yè)推廣應(yīng)用的重要因素。本文主要研究內(nèi)容包括:構(gòu)建了四索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)正、逆解數(shù)學(xué)模型,仿真驗證了正、逆解算法的有效性;基于拉格朗日法建立了其動力學(xué)模型,為機構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計奠定了模型基礎(chǔ)。針對索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的非線性、強耦合、多輸入多輸出等特點,設(shè)計了強魯棒性和抗干擾性的自抗擾控制器。仿真分析顯示該控制器可以實現(xiàn)四索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)高精度的軌跡控制。完成了以工業(yè)PC和DMC運動控制卡為核心的開放式數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。在硬件上,選用了 NC嵌入PC方式的主從式控制結(jié)構(gòu),并通過DMC提供的接口函數(shù)實現(xiàn)了運動控制卡與伺服驅(qū)動之間的連接;在軟件上,基于Visual C++完成了四索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的專用控制界面和通用G代碼控制界面的軟件開發(fā)�；诜蔷�性最小二乘法完成了四索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)初始零點的標(biāo)定;預(yù)測了運動學(xué)參數(shù)誤差對運動精度的影響趨勢;確定了軌跡跟蹤實驗的插補點數(shù)和脈沖指令等控制參數(shù),進而實現(xiàn)了直線和圓弧軌跡跟蹤的穩(wěn)定控制。
[Abstract]:Cable-driven parallel mechanism is a new type of parallel mechanism, which replaces the traditional rigid bar by flexible cable. Its structure is simple, its bearing capacity is strong, its workspace is flexible, and it is easy to be realized. It has been widely used in practical engineering. The emergence of cable-driven parallel mechanism is an important supplement in the family of parallel mechanism, which greatly expands the application field of parallel mechanism. However, its control method and control precision are still important factors that limit the popularization and application of cable-driven parallel mechanism in various industries. The main contents of this paper are as follows: the forward and inverse kinematics model of the four-cable-driven parallel mechanism is constructed, and the validity of the forward and inverse solution algorithm is verified by simulation; The dynamic model is established based on Lagrangian method, which lays a foundation for the design of the control system of the mechanism. Aiming at the nonlinear, strong coupling and multi-input multi-output characteristics of cable-driven parallel mechanism, an active disturbance rejection controller with strong robustness and anti-interference is designed. Simulation analysis shows that the controller can achieve high-precision trajectory control of four-cable drive parallel mechanism. The software and hardware design of the open CNC system based on industrial PC and DMC motion control card is completed. In hardware, the master-slave control structure with NC embedded in PC mode is selected, and the connection between motion control card and servo driver is realized through the interface function provided by DMC. In the software, the special control interface and the general G code control interface of the four-cable drive parallel mechanism are developed based on Visual C. Based on the nonlinear least square method, the calibration of the initial zero point of the four-cable drive parallel mechanism is completed, and the influence trend of the kinematic parameter error on the motion accuracy is predicted. The control parameters, such as interpolation number and pulse instruction, are determined in the trajectory tracking experiment, and then the stable control of linear and circular trajectory tracking is realized.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 尹光才;訾斌;陳橋;李元;;混合驅(qū)動腰部康復(fù)機器人機構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析[J];機械傳動;2016年04期

2 王偉方;唐曉強;邵珠峰;;八索立式儲罐并聯(lián)機器人設(shè)計及性能優(yōu)化[J];機械工程學(xué)報;2016年09期

3 劉昱;王濤;范偉;王渝;黃清珊;;氣動人工肌肉驅(qū)動仿人肩關(guān)節(jié)機器人的設(shè)計及力學(xué)性能分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2015年06期

4 陳林;王興松;;雙套索耦合傳動系統(tǒng)建模與分析[J];機械工程學(xué)報;2014年19期

5 潘伯釗;宋軼民;王攀峰;董罡;孫濤;;基于激光跟蹤儀的混聯(lián)機器人快速零點標(biāo)定方法[J];機械工程學(xué)報;2014年01期

6 劉辰;趙升噸;;并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)及驅(qū)動方式合理性的探討[J];機械科學(xué)與技術(shù);2013年06期

7 張立勛;鄒宇鵬;隋立明;王克義;;宇航員康復(fù)訓(xùn)練機器人自抗擾力控制[J];機器人;2012年02期

8 王克義;孟浩;張立勛;郭培培;;平面繩索牽引并聯(lián)機器人靜態(tài)剛度[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2011年09期

9 劉善增;朱真才;王洪欣;訾斌;;柔性并聯(lián)機器人的研究進展[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2010年05期

10 李輝;朱文白;;柔索牽引并聯(lián)機構(gòu)的靜剛度分析[J];機械工程學(xué)報;2010年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 訾斌;超大型天線饋源指向跟蹤系統(tǒng)的力學(xué)分析及控制研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

2 保宏;大型射電望遠(yuǎn)鏡饋源指向系統(tǒng)的控制、優(yōu)化與實驗[D];西安電子科技大學(xué);2005年

，

本文編號：2452983