【摘要】：六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)基于Stewart平臺(tái)原理,近年來(lái)以其剛度大、負(fù)載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、累計(jì)誤差小等優(yōu)點(diǎn)成為一個(gè)研究熱點(diǎn),本文針對(duì)六自由度并聯(lián)微定位平臺(tái),從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制策略、精度分析、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和各硬件模塊等方面開(kāi)展了相應(yīng)研究與設(shè)計(jì)。首先,概括了國(guó)內(nèi)外針對(duì)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀。通過(guò)對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件等的分析,計(jì)算其自由度;推導(dǎo)了六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解方程及其動(dòng)力學(xué)方程;利用MATLAB/SimMechanics實(shí)體庫(kù)和約束庫(kù)對(duì)其機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行建模。其次,對(duì)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差源進(jìn)行分析,推導(dǎo)其誤差正解模型,并根據(jù)不同幾何參數(shù)和初始位姿對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度的影響確定了機(jī)構(gòu)的相關(guān)幾何參數(shù)和初始位姿;對(duì)系統(tǒng)所選用的電動(dòng)推桿建模,根據(jù)模型設(shè)計(jì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)單桿的傳統(tǒng)PID控制器;在傳統(tǒng)PID的基礎(chǔ)上,針對(duì)系統(tǒng)非線性的特點(diǎn),引入模糊控制理論,根據(jù)模型特性確定模糊控制的語(yǔ)言變量、隸屬度函數(shù)和模糊規(guī)則,為六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模糊PID控制器;通過(guò)仿真對(duì)比,從結(jié)果中可以看出,在并聯(lián)機(jī)構(gòu)中引入模糊控制理論的PID控制相對(duì)于傳統(tǒng)PID控制提高了其在在動(dòng)態(tài)性能和精度上的響應(yīng)效果。最后,搭建了基于嵌入式系統(tǒng)的并聯(lián)微定位平臺(tái),再其系統(tǒng)中添加霍爾傳感器、編碼器和電流傳感器等傳感器模塊;在STM32F407中進(jìn)行編程,將運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和模糊PID算法移植到單片機(jī)中,采集傳感器反饋的信號(hào),調(diào)節(jié)參數(shù)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)微定位平臺(tái)的基本功能;為方便用戶使用,根據(jù)需求設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件;設(shè)計(jì)試驗(yàn),測(cè)得并聯(lián)微定位平臺(tái)的定位精度。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH112;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735175