本文的研究對(duì)象為四索牽引并聯(lián)機(jī)器人,由于四索牽引并聯(lián)機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)慣性小、制造成本低以及響應(yīng)速度快等特點(diǎn),在深海打撈以及救援、大型射電望遠(yuǎn)鏡等國(guó)防軍工和生產(chǎn)生活領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。在對(duì)四索牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí),忽略柔性索的彈性形變會(huì)導(dǎo)致對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)產(chǎn)生較大的誤差,無法準(zhǔn)確描述機(jī)器人系統(tǒng);與此同時(shí),四索牽引并聯(lián)機(jī)器人在工作空間中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí),四根柔性索會(huì)不可避免地產(chǎn)生振動(dòng),帶動(dòng)系統(tǒng)末端執(zhí)行器的振動(dòng),這就使得整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)生低頻振動(dòng),直接影響末端執(zhí)行器工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)精度。本文主要對(duì)四索牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析,并在其基礎(chǔ)上提出一個(gè)振動(dòng)控制策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)控制,具體工作如下:1.分析四索牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu),并求解和討論系統(tǒng)的雅可比矩陣;在考慮柔性索彈性形變情況下,求解機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,通過最小勢(shì)能原理和牛頓迭代法求解系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解;最后在Mathematica軟件輔助下進(jìn)行仿真,并與使用ANSYS分析得到的結(jié)果做對(duì)比驗(yàn)證。2.在考慮柔性索彈性形變及其自重情況下,簡(jiǎn)化柔性索模型并通過模擬柔性索的自由振動(dòng),將模態(tài)函數(shù)假設(shè)為三角函數(shù)形... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 索牽引并聯(lián)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 索牽引并聯(lián)機(jī)器人理論研究概況
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 四索牽引并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 四索牽引并聯(lián)機(jī)器人的模型結(jié)構(gòu)
    2.3 四索牽引并聯(lián)機(jī)器人的雅可比矩陣
    2.4 四索牽引并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析
        2.4.1 考慮柔性索形變的運(yùn)動(dòng)學(xué)位置逆解分析
        2.4.2 四索牽引并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析
    2.5 考慮柔性索彈性形變的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析
        2.5.1 最小勢(shì)能原理
        2.5.2 牛頓迭代法
    2.6 數(shù)值仿真算例
        2.6.1 正解驗(yàn)證
        2.6.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于假設(shè)模態(tài)法的動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 假設(shè)模態(tài)法理論推導(dǎo)
        3.2.1 假設(shè)模態(tài)的選取
        3.2.2 柔性索局部坐標(biāo)系的建立
    3.3 假設(shè)模態(tài)法求解動(dòng)力學(xué)模型
        3.3.1 單根柔性索動(dòng)力學(xué)方程處理
        3.3.2 末端執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)方程處理
    3.4 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值仿真
        3.4.1 假設(shè)模態(tài)法動(dòng)力學(xué)仿真
        3.4.2 忽略坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于有限單元法的動(dòng)力學(xué)分析和振動(dòng)控制
    4.1 引言
    4.2 有限單元法建立動(dòng)力學(xué)模型
        4.2.1 柔性索單元的有限單元模型
        4.2.2 建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
    4.3 四索并聯(lián)機(jī)器人振動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
        4.3.2 柔性索振動(dòng)抑制控制器設(shè)計(jì)
    4.4 數(shù)值算例仿真
        4.4.1 有限單元法仿真算例
        4.4.2 控制策略仿真分析
        4.4.3 存在擾動(dòng)時(shí)的振動(dòng)控制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]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]. 訾斌.西安電子科技大學(xué) 2007
[3]超大型天線饋源索支撐系統(tǒng)與索網(wǎng)主動(dòng)主反射面的力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 杜敬利.西安電子科技大學(xué) 2006
[4]大型射電望遠(yuǎn)鏡饋源指向系統(tǒng)的控制、優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)[D]. 保宏.西安電子科技大學(xué) 2005
[5]繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干關(guān)鍵理論問題及其在風(fēng)洞支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 鄭亞青.華僑大學(xué) 2004

碩士論文
[1]索牽引并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及其標(biāo)定[D]. 丁文.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]一種四索牽引平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)分析與控制[D]. 曾金橋.西安電子科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3190508