【摘要】：繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)是一種采用繩索驅動的特殊并聯(lián)系統(tǒng),具有慣性小、響應快的特點。根據(jù)系統(tǒng)的繩索數(shù)與自由度數(shù),可將繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)分為欠約束、完全約束和冗余約束三類。由于完全約束和冗余約束繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)的繩索數(shù)大于自由度數(shù),因此都屬于冗余驅動系統(tǒng)。繩索拉力求解是繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)運動控制的關鍵問題,冗余驅動并聯(lián)系統(tǒng)的繩索拉力存在多解性,且隨著冗余驅動數(shù)的增加,繩索拉力求解難度增大。本文對冗余驅動數(shù)2和3的多冗余繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)繩力分布算法進行了研究。對于冗余驅動數(shù)為3的繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng),提出了基于平行面組相交的繩索拉力分布算法,算法包括繩索拉力可行解空間求解以及繩索拉力優(yōu)化兩部分。以6自由度9繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)為例對繩索拉力分布問題進行分析,提出了一種高效求解平行面組交集的算法,并詳細論述了算法的設計原理及實現(xiàn)過程;繩索拉力優(yōu)化采用最小二范數(shù)法選取解空間的最優(yōu)值作為繩索拉力分布解。根據(jù)算法的實際運行結果,對繩索拉力的連續(xù)性進行了驗證以及對算法的實時性進行了分析。對于冗余驅動數(shù)為2的繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng),提出了基于平行線組相交的繩索拉力分布算法,算法包括繩索拉力可行解空間求解以及繩索拉力優(yōu)化兩部分。以6自由度8繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)為例對繩索拉力分布問題進行分析,提出了一種高效求解平行線組交集的算法,并詳細論述了算法的設計原理及實現(xiàn)過程;繩索拉力優(yōu)化采用多邊形質心和加權重心法選取解空間的最優(yōu)值作為繩索拉力分布解。根據(jù)繩索拉力分布算法的實際運行結果,對繩索拉力的連續(xù)性進行了驗證以及對算法的實時性進行了分析。采用MATLAB和ADAMS聯(lián)合仿真的形式對兩種繩索拉力分布算法進行了驗證。搭建了6自由度9繩索驅動、6自由度8繩索驅動并聯(lián)系統(tǒng)的虛擬樣機,分別設計了聯(lián)合仿真控制程序,通過設計不同方案分別驗證了兩種算法的準確性。
【圖文】：

國內外研究現(xiàn)狀.1 繩驅并聯(lián)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀20 世紀 80 年代，美國國家標準技術協(xié)會（NIST）發(fā)起了 RoboCrane 項目出了多款繩索驅動并聯(lián)機器人。首先在 1989 年 Dagalakis 研制出了一款集裝箱吊運的 RoboCrane 裝置，，該項目還包括應用于月球探測、船舶制造工等領域的并聯(lián)機器人系統(tǒng)[3]，如圖 1-2 所示。（a）RoboCrane 吊運裝置 （b）月球探測機構

圖 1-3 可穿戴康復訓練裝置 圖 1-4 觸覺感知裝置德國杜伊斯堡-艾森大學的 Verhoeven 等人研制出 6 自由度 7 繩索驅動的“SEGESTA”[12]；德國弗朗霍夫生產(chǎn)技術研究所的 Surdilovic 等人研制索牽引并聯(lián)機構的康復訓練裝置“String-Man”[13]，如圖 1-5 所示；同樣所的 Pott 研制出可用于工業(yè)實踐的平面和空間并聯(lián)機器人系列“IPAne德國羅斯托克大學的 Maier 等研制出一種采用導軌-滑車定位的繩索牽引“CableV”[15]，如圖 1-6 所示；奧地利的 SpidercamGmbH 公司研發(fā)出一吊的攝像機器人系統(tǒng)“Spidercam”[16]，如圖 1-7 所示；法國國家航空航心研發(fā)出立式繩索牽引風洞試驗系統(tǒng)“SACSO”[17]，如圖 1-8 所示，并于幻影戰(zhàn)斗機縮比模型的風洞試驗；意大利卡西諾大學的 Ottaviano 等人種繩索牽引并聯(lián)坐立輔助系統(tǒng) CALOWI[18]；意大利都靈理工大學的 Fer在 6 繩索牽引并聯(lián) Stewart 平臺基礎上增加 3 根繩索構成一種可用于遙控新型并聯(lián)機構“WiRo-6.3”[19]。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 馬皓;雷彪;;逆變器無連線并聯(lián)系統(tǒng)的統(tǒng)一小信號模型及應用[J];浙江大學學報(工學版);2007年07期

2 陳怡南,葉爾驊;IIRCT下相依兩部件并聯(lián)系統(tǒng)的統(tǒng)計分析[J];南京航空航天大學學報;2002年02期

3 陳收;多狀態(tài)相關系統(tǒng)分析研究[J];系統(tǒng)工程;1988年02期

4 胡逸民;;并聯(lián)系統(tǒng)、修理臺可修系統(tǒng)可靠性分析——矩陣幾何法[J];中國科學院研究生院學報;1988年02期

5 冉立,任震;交直流并聯(lián)系統(tǒng)交流母線電壓穩(wěn)定性評估的模型和算法[J];中國電機工程學報;1989年03期

6 本刊編輯部;;多機整流并聯(lián)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題研究通過鑒定[J];海軍工程學院學報;1989年04期

7 陳永進,任震;基于功率協(xié)調的交直流并聯(lián)系統(tǒng)可靠性評估[J];中國電力;2004年08期

8 李守仁,袁海蓉;確定不同單元并聯(lián)系統(tǒng)可靠性的馬爾可夫過程[J];哈爾濱工程大學學報;2003年01期

9 謝勤嵐,陳紅,陶秋生;開關電源并聯(lián)系統(tǒng)的均流技術[J];艦船電子工程;2003年04期

10 陳占壽;劉瑞元;;一類并聯(lián)系統(tǒng)結構可靠度的估計[J];西北民族大學學報(自然科學版);2006年02期

相關會議論文 前6條

1 譚驚濤;朱秋花;應建平;;一種基于靜態(tài)誤差調節(jié)器的逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

2 孫振;趙遠揚;李連生;束鵬程;;制冷壓縮機并聯(lián)回油研究[A];中國制冷學會2005年制冷空調學術年會論文集[C];2005年

3 王華;;關于兩獨立部件并聯(lián)系統(tǒng)失效率函數(shù)的一點注記[A];中國運籌學會第六屆學術交流會論文集（下卷）[C];2000年

4 王蘭;吳振興;周亮;康軍;;光伏并聯(lián)系統(tǒng)共模電壓的分析與抑制[A];2015中國電磁兼容大會論文集[C];2015年

5 劉朝賢;;防煙樓梯間及其前室(包括合用前室)兩種加壓防煙方案的可靠性探討[A];全國暖通空調制冷1998年學術年會論文集（2）[C];1998年

6 趙冰;岳德權;田瑞玲;李成鋼;;隨機部件個數(shù)的串、并聯(lián)系統(tǒng)的隨機比較與壽命分布類性質[A];第五屆中國不確定系統(tǒng)年會論文集[C];2007年

相關重要報紙文章 前5條

1 王其英;讓UPS不再“勢單力薄”[N];中國計算機報;2001年

2 ;業(yè)務邊成長，網(wǎng)絡邊建設[N];網(wǎng)絡世界;2004年

3 ;保險行業(yè)UPS應用方案[N];計算機世界;2006年

4 ;隨時需要 隨時擴展[N];中國計算機報;2004年

5 ;關注UPS解決方案[N];中國電子報;2004年

相關博士學位論文 前10條

1 沈坤;三相逆變器及其并聯(lián)系統(tǒng)預測控制研究[D];湖南大學;2012年

2 于瑋;UPS并聯(lián)系統(tǒng)若干關鍵問題研究[D];浙江大學;2009年

3 徐群偉;多模塊有源電力濾波器并聯(lián)系統(tǒng)若干關鍵技術及可靠性研究[D];浙江大學;2017年

4 蔡久青;智能一體化電站功率變換系統(tǒng)多模式運行控制策略研究[D];華中科技大學;2017年

5 劉寶其;充放儲一體化電站并聯(lián)式功率調節(jié)系統(tǒng)的控制技術研究[D];華中科技大學;2012年

6 董晨景;基于DEA的資源配置理論與應用研究[D];中國科學技術大學;2012年

7 馮秀英;協(xié)同系統(tǒng)條件壽命的分布結構以及隨機比較問題的研究[D];蘭州大學;2014年

8 丁繼勇;n中取k系統(tǒng)的冗余分配與隨機比較[D];蘭州大學;2012年

9 王茹;礦山巷道支護設計的可靠性研究[D];東北大學;2009年

10 蔡景;民用飛機系統(tǒng)維修規(guī)劃方法研究[D];南京航空航天大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 胡凡宇;三相并網(wǎng)變流器環(huán)流抑制及其抑制策略研究[D];合肥工業(yè)大學;2019年

2 曹雪甫;輔助變流器并聯(lián)及啟動控制策略研究[D];北京交通大學;2019年

3 宋達;多冗余繩驅并聯(lián)系統(tǒng)繩力分布算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

4 袁華宇;基于雙有源橋的并聯(lián)系統(tǒng)控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

5 張晨霞;條件貯備系統(tǒng)的隨機性[D];蘭州交通大學;2018年

6 蘆斌;指數(shù)分布條件下并聯(lián)系統(tǒng)的最優(yōu)冗余分配研究[D];西北師范大學;2018年

7 程靖;電流控制兩態(tài)調制逆變器及其并聯(lián)系統(tǒng)的研究[D];西南交通大學;2003年

8 丁銀江;單相UPS無內聯(lián)線并聯(lián)系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2011年

9 夏斌;高頻UPS并聯(lián)系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2005年

10 王宇飛;基于最大均流法的DC/DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)研究[D];中國科學院研究生院（電工研究所）;2004年

本文編號：2687592