索牽引并聯(lián)機(jī)器人（Cable-Driven Parallel Robot,CDPR）是一種新型有著特殊用途的并聯(lián)機(jī)器人,由于其與傳統(tǒng)機(jī)器人相比,具有運(yùn)動(dòng)速度快、慣性小、工作空間大等許多優(yōu)點(diǎn),因此受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,而控制問(wèn)題則是其中的熱點(diǎn)和難點(diǎn),具有重要的理論和實(shí)際研究?jī)r(jià)值。本文在已有成果的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)平面索牽引并聯(lián)機(jī)器人（Planar Cable-Driven Parallel Robot,PCDPR）的控制問(wèn)題進(jìn)行研究,搭建了PCDPR的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)樣機(jī),檢驗(yàn)了控制方案的可行性。本文的主要工作如下:1.建立了4索牽引的2自由度PCDPR的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析,結(jié)合了末端執(zhí)行器模型、驅(qū)動(dòng)單元模型、索模型和靜力學(xué)模型,建立了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,為后續(xù)對(duì)動(dòng)力學(xué)控制問(wèn)題的研究提供了理論的支持。2.闡述了常規(guī)控制算法如PID控制的不足,考慮到被控對(duì)象的非線性、不確定性和外界擾動(dòng),設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制算法,并且進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)軌跡較為精確。3.考慮了狀態(tài)變量和控制量的占比,設(shè)計(jì)了線性二次型最優(yōu)控制器,分析了控制算法的穩(wěn)定性,從而使得控制量和控制誤差之間有... 

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我國(guó)第一臺(tái)6自由度并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)

個(gè)熱門(mén)的科學(xué)研究問(wèn)題。美國(guó)是最早研究 CDPR 的國(guó)家，20 世紀(jì) 80 年代，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院?jiǎn)?dòng)了 RoboCrane 項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了用于貨物吊裝、空中救援、加工制造等領(lǐng)域的RoboCrane模型，如圖1.2所示是一種自動(dòng)吊裝鋼梁?jiǎn)卧腞oboCrane樣機(jī)。1992 年，RoboCrane 被美國(guó)科技新時(shí)代雜志評(píng)選為年度最佳新產(chǎn)品之一[6]，受到了廣泛的關(guān)注。此后，CDPR 各方面的研究開(kāi)始發(fā)展了起來(lái)，涉及到了諸多領(lǐng)域，下面介紹一些典型的應(yīng)用。圖1.2 一種自動(dòng)吊裝鋼梁?jiǎn)卧?RoboCrane 樣機(jī)CDPR 可以應(yīng)用在大型的射電望遠(yuǎn)鏡中。1993 年，來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家提出了研制平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（Square Kilometre Array， SKA）的建議。在此之后，我國(guó)學(xué)者將 CDPR 作為 SKA 的一部分

圖1.3 FAST 50m 射電望遠(yuǎn)鏡模型在攝像機(jī)系統(tǒng)。最近幾年，索牽引攝像機(jī)這。在體育賽事[9]、電視臺(tái)春節(jié)晚會(huì)上，一種和演員的精彩表演，不會(huì)受地面一些障礙物傳統(tǒng)的攝像機(jī)不能達(dá)到的拍攝角度，具有拍攝在發(fā)達(dá)國(guó)家，索牽引攝像機(jī)的技術(shù)早已非常的應(yīng)用，例如美國(guó)研究的 Skycam 和德國(guó)研索牽引攝像機(jī)領(lǐng)域的研究主要是在理論和模idercam 或者 Skycam，但是它們的租金非常研究這種 CDPR 的控制技術(shù)，設(shè)計(jì)先進(jìn)的攝

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于蟻群算法的機(jī)器人系統(tǒng)LQR最優(yōu)控制研究[J]. 武凌宇,王曉東,吳建德.  傳感器與微系統(tǒng). 2018(01)
[2]一種繩牽引攝像機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制策略與穩(wěn)定性研究[J]. 韋慧玲,仇原鷹,盛英.  振動(dòng)與沖擊. 2017(09)
[3]兩輪自平衡機(jī)器人的LQR改進(jìn)控制[J]. 武俊峰,張繼段.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及功能[J]. 桑國(guó)興.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011(03)
[5]基于遺傳算法的LQR算法中權(quán)矩陣的優(yōu)化分析[J]. 郭一峰,徐趙東,涂青,冉成崧.  振動(dòng)與沖擊. 2010(11)
[6]柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究[J]. 訾斌,朱真才,杜敬利.  振動(dòng)與沖擊. 2009(09)
[7]用于低速風(fēng)洞飛行器氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)試驗(yàn)的繩牽引并聯(lián)支撐系統(tǒng)[J]. 鄭亞青,林麒,劉雄偉,Mitrouchev Peter.  航空學(xué)報(bào). 2009(08)
[8]繩索牽引并聯(lián)康復(fù)機(jī)器人的建模與控制[J]. 張立勛,劉攀,王克義,張今瑜.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[9]超大型天線饋源艙柔索支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與跟蹤控制[J]. 訾斌,段寶巖,杜敬利.  控制理論與應(yīng)用. 2007(06)
[10]基于PC+NC結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[J]. 陳志育,秦現(xiàn)生,任松濤.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2007(04)

博士論文
[1]繩牽引并聯(lián)機(jī)器人的力學(xué)分析與性能優(yōu)化[D]. 蘇宇.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]兩種并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)性能分析與運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 劉欣.西安電子科技大學(xué) 2009
[3]埋入壓電材料的智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳克恭.西北工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]柔索牽引攝像機(jī)器人的云臺(tái)設(shè)計(jì)和控制研究[D]. 姚鵬飛.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的建模與控制[D]. 李冉.太原科技大學(xué) 2015
[3]柔索并聯(lián)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制研究[D]. 李長(zhǎng)華.太原科技大學(xué) 2014
[4]兩輪自平衡機(jī)器人的建模、控制與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 袁俊.西安電子科技大學(xué) 2014
[5]四索牽引攝像機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模及仿真[D]. 寇帥偉.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]柔索牽引攝像機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王龍.西安電子科技大學(xué) 2014
[7]基于遺傳算法的自平衡兩輪機(jī)器人穩(wěn)定控制研究[D]. 張繼段.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[8]四索牽引攝像機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 高黎.西安電子科技大學(xué) 2013
[9]繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析與控制的研究[D]. 劉華生.華僑大學(xué) 2004



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