Stewart平臺是由六片線性制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)六自由度機(jī)器人,并聯(lián)機(jī)器人多用于航空航天,教育和娛樂模擬等行業(yè)。目前對Stewart平臺的研究多為純仿真,實(shí)時(shí)性較差。另外Stewart平臺對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高,因此PID控制器的參數(shù)選擇尤為重要。本文通過xPC平臺的仿真可以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,并且用粒子群算法優(yōu)化PID控制器參數(shù),還可以提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）搭建了雙機(jī)模式的xPC實(shí)時(shí)仿真平臺,并通過測試xpcosc模型驗(yàn)證了實(shí)時(shí)仿真平臺的正確性。（2）對Stewart平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,確定了支腿的反解算法,根據(jù)反解算法搭建了Simulink反解模型。簡化了 Stewart平臺結(jié)構(gòu),用SimMechanics搭建了 Stewart平臺模型,并在模型上安裝了傳感器和激勵(lì)器。（3）研究了 PID控制器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo),將時(shí)間與絕對誤差積分（ITAE）指標(biāo)作為了目標(biāo)函數(shù)。對現(xiàn)有的幾種優(yōu)化PID控制器方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了比較,并選擇了基于粒子群算法的PID控制器的設(shè)計(jì)。（4）對Stewart平臺單支腿進(jìn)行了研究,分別用粒子群算法和模糊控制算法求解了 PID控制器的參數(shù),比較了... 

【文章來源】：沈陽建筑大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ｄＳＰＡＣＥ實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??．－

＾；￡?！?＾?Ｍ?：＿＿??鐘舞Ｉ＾ＳＩ??ｇｆｅｉ＇４ｒ＾＇，：Ｕ?ＳｍｍｒｎＰｌ??圖１．４?ＬａｂＶＩＥＷ?ＲＴ實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１．４?ＬａｂＶＩＥＷ?ＲＴ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??１．２．１．４ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??ｘＰＣ目標(biāo)，即ｘＰＣ?Ｔａｒｇｅｔ如圖１．５所示，是Ｍａｔｈ?Ｗｏｒｋｓ公司發(fā)行的一個(gè)基于??ＲＴＷ（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ?Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）的實(shí)時(shí)工作間體系框架的附加產(chǎn)品，ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)能夠??使開發(fā)者在產(chǎn)品開發(fā)前進(jìn)行產(chǎn)品原型的快速實(shí)現(xiàn)、測試和評估，是Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具集下用于??產(chǎn)品原型開發(fā)設(shè)計(jì)測試集于一體的工具箱［２２］。ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)支持接口比較廣泛，??包括ＩＳＡ／ＰＣＩ兩種類型的板卡全都支持，為數(shù)據(jù)采集提供了豐富的輸入和輸出接口，有很??強(qiáng)的兼容性。??［Ｍｆｌ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??丨‘??圖１．５?ｘＰＣ實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１．５?ｘＰＣ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??ｘＰＣ目標(biāo)使用宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)“雙機(jī)”模式的技術(shù)方法，可以使用常用的計(jì)算機(jī)作為宿主??機(jī)，目標(biāo)機(jī)可以是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者普通計(jì)算機(jī)［２３）。上位機(jī)通過Ｍａｔｌａｂ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建??立模型

Ｆｉｇ．?１．４?ＬａｂＶＩＥＷ?ＲＴ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??１．２．１．４ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??ｘＰＣ目標(biāo)，即ｘＰＣ?Ｔａｒｇｅｔ如圖１．５所示，是Ｍａｔｈ?Ｗｏｒｋｓ公司發(fā)行的一個(gè)基于??ＲＴＷ（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ?Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）的實(shí)時(shí)工作間體系框架的附加產(chǎn)品，ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)能夠??使開發(fā)者在產(chǎn)品開發(fā)前進(jìn)行產(chǎn)品原型的快速實(shí)現(xiàn)、測試和評估，是Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具集下用于??產(chǎn)品原型開發(fā)設(shè)計(jì)測試集于一體的工具箱［２２］。ｘＰＣ目標(biāo)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)支持接口比較廣泛，??包括ＩＳＡ／ＰＣＩ兩種類型的板卡全都支持，為數(shù)據(jù)采集提供了豐富的輸入和輸出接口，有很??強(qiáng)的兼容性。??［Ｍｆｌ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??丨‘??圖１．５?ｘＰＣ實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１．５?ｘＰＣ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??ｘＰＣ目標(biāo)使用宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)“雙機(jī)”模式的技術(shù)方法，可以使用常用的計(jì)算機(jī)作為宿主??機(jī)，目標(biāo)機(jī)可以是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者普通計(jì)算機(jī)［２３）。上位機(jī)通過Ｍａｔｌａｂ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建??立模型，然后通過ＲＴＷ編譯器生成代碼下載到下位機(jī)運(yùn)行，減少了不必要的兼容問題，??便于建模和實(shí)驗(yàn)。其中下位機(jī)不需要裝任何一種系統(tǒng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半物理仿真系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 吳雙.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2016(02)
[2]基于Matlab/xPC的某型高速靶機(jī)半物理仿真系統(tǒng)[J]. 桑作軍,陶家賓.  信息化研究. 2015(06)
[3]基于粒子群算法的PID調(diào)速系統(tǒng)的研究[J]. 王唯一,張明泉,楊帆,陳次祥.  控制工程. 2015(06)
[4]人工蜂群算法整定PID控制器參數(shù)[J]. 蔡超,周武能.  自動(dòng)化儀表. 2015(08)
[5]面向半物理仿真的陳述式模型轉(zhuǎn)換方法研究[J]. 黃偉健,丁建完,陳立平,周昭遠(yuǎn).  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(07)
[6]航天器半物理仿真應(yīng)用研究[J]. 張新邦.  航天控制. 2015(01)
[7]一種用于PID控制的教與學(xué)優(yōu)化算法[J]. 拓守恒,雍龍泉.  智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]基于改進(jìn)多目標(biāo)粒子群算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 翁理國,紀(jì)壯壯,夏旻,王安.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]基于Matlab GUI的圖像處理平臺設(shè)計(jì)[J]. 蘭紅,田進(jìn),李淑芝,劉立輝.  江西理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)PID控制器設(shè)計(jì)[J]. 歐艷華.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(06)

碩士論文
[1]半物理仿真系統(tǒng)可信度評估及其工具研究[D]. 劉坤.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2016
[2]基于轉(zhuǎn)速模擬裝置和xPC的ECU硬件在環(huán)仿真平臺開發(fā)[D]. 王秋源.北京理工大學(xué) 2016
[3]基于xPC的實(shí)時(shí)仿真及控制系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 楊帆.天津大學(xué) 2016
[4]六自由度Stewart平臺運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與優(yōu)化[D]. 楊澤國.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[5]基于xPC的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)研究[D]. 馮海榮.華中科技大學(xué) 2015
[6]MATLAB在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仿真中的應(yīng)用[D]. 荊榮麗.長安大學(xué) 2015
[7]基于UDP的可靠文件傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張愷.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]小型化無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與研究[D]. 劉樹鋒.南京航空航天大學(xué) 2014
[9]六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 曲展龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[10]基于XPC的五自由度氣浮平臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真研究[D]. 林曉冬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3284125