并聯(lián)平臺(tái)的壓電與力反饋控制
發(fā)布時(shí)間:2021-10-10 05:30
并聯(lián)平臺(tái)具有剛度大、承載能力強(qiáng)、末端件慣性小等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)器人、機(jī)械制造、航空航天、汽車船舶及娛樂設(shè)施等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)并聯(lián)平臺(tái)常采用電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng),近幾年隨著微特電機(jī)的發(fā)展,壓電陶瓷電機(jī)也逐漸應(yīng)用于各種并聯(lián)平臺(tái)。壓電陶瓷電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)矩密度大、響應(yīng)速度快、運(yùn)動(dòng)精度高和斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),并且能夠在強(qiáng)磁環(huán)境下工作。本文主要研究內(nèi)容有:(1)設(shè)計(jì)了以6-UPS作為整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的并聯(lián)平臺(tái),并采用壓電陶瓷電機(jī)做驅(qū)動(dòng),解決了傳統(tǒng)并聯(lián)平臺(tái)無法在強(qiáng)磁環(huán)境下工作的問題。(2)以并聯(lián)平臺(tái)模型為對(duì)象進(jìn)行理論分析,包括運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解計(jì)算以及各支鏈?zhǔn)芰Φ撵o力學(xué)分析,得到了位姿與支鏈長度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以此作為控制理論基礎(chǔ),并采用插值法和梯形曲線對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且不會(huì)超出臨界點(diǎn)。(3)建立了以PC和DSP為核心的控制系統(tǒng),使并聯(lián)平臺(tái)具有人工操作和自動(dòng)調(diào)整兩種功能,設(shè)計(jì)了以MBGD算法為基礎(chǔ)的誤差補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算方法和基于SGD-Momentum算法的新型PID控制器模型,保證了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度和收斂速度,并對(duì)壓電陶瓷電機(jī)部分驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),保證了硬件系統(tǒng)的完整可靠。(4)加工實(shí)驗(yàn)...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-5?Hexe丨公司多模式機(jī)床??3??
負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),使機(jī)床的加工能力大幅度提升。最為著名的是德國??Mikromat公司生產(chǎn)的并聯(lián)切削加工機(jī)床(如圖1-4所示)以及美國Hexel公司的??多模式并聯(lián)機(jī)床(如圖1-5所示),它們都很好地結(jié)合了傳統(tǒng)機(jī)床和并聯(lián)平臺(tái)的??優(yōu)勢(shì),并在制造業(yè)上有著良好應(yīng)用。??__?f?V:??I,??圖丨-4?Mikromat公司并聯(lián)機(jī)床?圖1-5?Hexe丨公司多模式機(jī)床??3??
度位置控制[17]。??2016年9月,中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)在貴州建成,它是??世界最大的單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,如圖1-6所示。其反射面具有2400個(gè)??連接節(jié)點(diǎn),每個(gè)電纜網(wǎng)配有4600個(gè)反射單元,每個(gè)反射單元都有并聯(lián)機(jī)構(gòu)支撐,??并控制其姿態(tài)的改變。這是并聯(lián)機(jī)構(gòu)在世界上所構(gòu)成的最大的一個(gè)物體[|8]。??1??圖1-6?500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡??隨著并聯(lián)平臺(tái)的發(fā)展,其控制算法與控制系統(tǒng)組成也有了相應(yīng)的進(jìn)步。北京??航空航天大學(xué)的房建成等提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)解耦控制方案,提高??了三周陀螺并聯(lián)平臺(tái)的穩(wěn)定性[19]。2009年,哈工程大學(xué)的李磊等人提出了一種??動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DFNN)控制器來控制并聯(lián)平臺(tái),具有動(dòng)態(tài)映射能力,對(duì)動(dòng)??態(tài)系統(tǒng)具有更好的響應(yīng)效果,并對(duì)平臺(tái)的軌跡跟蹤控制進(jìn)行了仿真,得到了跟蹤??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蟻群算法的六自由度并聯(lián)平臺(tái)控制參數(shù)優(yōu)化[J]. 周亮,馬訓(xùn)鳴. 自動(dòng)化儀表. 2018(02)
[2]基于線驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的FAST饋源平臺(tái)位姿測(cè)量方法[J]. 韓旺,段學(xué)超,仇原鷹,段寶巖. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(17)
[3]陀螺穩(wěn)定平臺(tái)擾動(dòng)的自抗擾及其濾波控制[J]. 叢爽,孫光立,鄧科,尚偉偉,沈宏海. 光學(xué)精密工程. 2016(01)
[4]閉環(huán)雙驅(qū)動(dòng)混合輸出六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析[J]. 陳宇航,趙鐵石,耿明超,苑飛虎,李二偉. 中國機(jī)械工程. 2015(20)
[5]基于遺傳算法的六自由度并聯(lián)平臺(tái)的控制[J]. 呂彬,董建園. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2015(02)
[6]基于SVM的激光陀螺溫度誤差建模與補(bǔ)償方法[J]. 程駿超,房建成,吳偉仁,李建利. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]虛擬手術(shù)中軟組織形變建模及力反饋算法研究[J]. 陳衛(wèi)東,趙成龍,朱奇光,關(guān)永貞. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]高精度視覺光電多指節(jié)機(jī)器人中的零點(diǎn)歸位新方法[J]. 秦娟,葉玉堂,劉娟秀,劉霖,葉溯,易茂麗,陳莎,向路. 光電工程. 2013(01)
[9]一種應(yīng)用正態(tài)分布理論的直線超聲電機(jī)精密定位控制方法[J]. 周麗平,孫志峻,張泉,郭語. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(27)
[10]WC5E液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配研究[J]. 宋恩澤. 煤礦機(jī)械. 2011(10)
博士論文
[1]結(jié)合旋量理論的串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性分析及運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 陳慶誠.浙江大學(xué) 2015
[2]串聯(lián)機(jī)器人位姿精度分析與建模[D]. 張曉瑾.東北大學(xué) 2012
[3]六自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國.浙江大學(xué) 2009
[4]6-SPS型并聯(lián)機(jī)床若干關(guān)鍵理論研究[D]. 李鷺揚(yáng).南京航空航天大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于RBFNN辨識(shí)的超聲波電機(jī)單神經(jīng)元PID控制研究[D]. 黃帆.東南大學(xué) 2016
[2]空間望遠(yuǎn)鏡次鏡六自由度調(diào)節(jié)技術(shù)研究[D]. 周楠.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2015
[3]基于TMS320C6701的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王磊.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]基于SOPC的直線型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 呂存璞.南京航空航天大學(xué) 2013
[5]六自由度Stewart平臺(tái)的設(shè)計(jì)及在光學(xué)檢測(cè)中應(yīng)用的研究[D]. 蔣夢(mèng)捷.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2012
本文編號(hào):3427745
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-5?Hexe丨公司多模式機(jī)床??3??
負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),使機(jī)床的加工能力大幅度提升。最為著名的是德國??Mikromat公司生產(chǎn)的并聯(lián)切削加工機(jī)床(如圖1-4所示)以及美國Hexel公司的??多模式并聯(lián)機(jī)床(如圖1-5所示),它們都很好地結(jié)合了傳統(tǒng)機(jī)床和并聯(lián)平臺(tái)的??優(yōu)勢(shì),并在制造業(yè)上有著良好應(yīng)用。??__?f?V:??I,??圖丨-4?Mikromat公司并聯(lián)機(jī)床?圖1-5?Hexe丨公司多模式機(jī)床??3??
度位置控制[17]。??2016年9月,中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)在貴州建成,它是??世界最大的單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,如圖1-6所示。其反射面具有2400個(gè)??連接節(jié)點(diǎn),每個(gè)電纜網(wǎng)配有4600個(gè)反射單元,每個(gè)反射單元都有并聯(lián)機(jī)構(gòu)支撐,??并控制其姿態(tài)的改變。這是并聯(lián)機(jī)構(gòu)在世界上所構(gòu)成的最大的一個(gè)物體[|8]。??1??圖1-6?500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡??隨著并聯(lián)平臺(tái)的發(fā)展,其控制算法與控制系統(tǒng)組成也有了相應(yīng)的進(jìn)步。北京??航空航天大學(xué)的房建成等提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)解耦控制方案,提高??了三周陀螺并聯(lián)平臺(tái)的穩(wěn)定性[19]。2009年,哈工程大學(xué)的李磊等人提出了一種??動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DFNN)控制器來控制并聯(lián)平臺(tái),具有動(dòng)態(tài)映射能力,對(duì)動(dòng)??態(tài)系統(tǒng)具有更好的響應(yīng)效果,并對(duì)平臺(tái)的軌跡跟蹤控制進(jìn)行了仿真,得到了跟蹤??4??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蟻群算法的六自由度并聯(lián)平臺(tái)控制參數(shù)優(yōu)化[J]. 周亮,馬訓(xùn)鳴. 自動(dòng)化儀表. 2018(02)
[2]基于線驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的FAST饋源平臺(tái)位姿測(cè)量方法[J]. 韓旺,段學(xué)超,仇原鷹,段寶巖. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(17)
[3]陀螺穩(wěn)定平臺(tái)擾動(dòng)的自抗擾及其濾波控制[J]. 叢爽,孫光立,鄧科,尚偉偉,沈宏海. 光學(xué)精密工程. 2016(01)
[4]閉環(huán)雙驅(qū)動(dòng)混合輸出六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析[J]. 陳宇航,趙鐵石,耿明超,苑飛虎,李二偉. 中國機(jī)械工程. 2015(20)
[5]基于遺傳算法的六自由度并聯(lián)平臺(tái)的控制[J]. 呂彬,董建園. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2015(02)
[6]基于SVM的激光陀螺溫度誤差建模與補(bǔ)償方法[J]. 程駿超,房建成,吳偉仁,李建利. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]虛擬手術(shù)中軟組織形變建模及力反饋算法研究[J]. 陳衛(wèi)東,趙成龍,朱奇光,關(guān)永貞. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]高精度視覺光電多指節(jié)機(jī)器人中的零點(diǎn)歸位新方法[J]. 秦娟,葉玉堂,劉娟秀,劉霖,葉溯,易茂麗,陳莎,向路. 光電工程. 2013(01)
[9]一種應(yīng)用正態(tài)分布理論的直線超聲電機(jī)精密定位控制方法[J]. 周麗平,孫志峻,張泉,郭語. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(27)
[10]WC5E液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配研究[J]. 宋恩澤. 煤礦機(jī)械. 2011(10)
博士論文
[1]結(jié)合旋量理論的串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性分析及運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 陳慶誠.浙江大學(xué) 2015
[2]串聯(lián)機(jī)器人位姿精度分析與建模[D]. 張曉瑾.東北大學(xué) 2012
[3]六自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國.浙江大學(xué) 2009
[4]6-SPS型并聯(lián)機(jī)床若干關(guān)鍵理論研究[D]. 李鷺揚(yáng).南京航空航天大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于RBFNN辨識(shí)的超聲波電機(jī)單神經(jīng)元PID控制研究[D]. 黃帆.東南大學(xué) 2016
[2]空間望遠(yuǎn)鏡次鏡六自由度調(diào)節(jié)技術(shù)研究[D]. 周楠.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2015
[3]基于TMS320C6701的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王磊.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]基于SOPC的直線型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 呂存璞.南京航空航天大學(xué) 2013
[5]六自由度Stewart平臺(tái)的設(shè)計(jì)及在光學(xué)檢測(cè)中應(yīng)用的研究[D]. 蔣夢(mèng)捷.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2012
本文編號(hào):3427745
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