全球風(fēng)力發(fā)電的廣泛普及,意味著更多的新葉片供不應(yīng)求,同時(shí),相當(dāng)一部分葉片也進(jìn)入了維修期。葉片是風(fēng)力發(fā)電裝置的重要組成部分之一,其影響著風(fēng)力發(fā)電的效率。風(fēng)電葉片的制造與修護(hù)過程極為復(fù)雜,磨削作為制造和修護(hù)過程中一道重要的工序,目前普遍采用人工磨削,但這種傳統(tǒng)方式具有難以保證磨削質(zhì)量、效率低下、工作環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。因此,風(fēng)電葉片的自動(dòng)化制造和修護(hù)受到廣泛關(guān)注。針對(duì)風(fēng)電葉片曲率變化較大以及尺寸較大的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了仿照人體肌肉的末端柔性裝置類SEA(串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器)以自適應(yīng)葉片磨削力和曲率變化。采用頻域分析法對(duì)比基于位置源控制和力源控制建立的類SEA末端打磨裝置動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果表明基于力源控制建立的動(dòng)力學(xué)模型具有更好的穩(wěn)定性和更大的力輸出帶寬,故根據(jù)牛頓歐拉方程,對(duì)類SEA末端打磨裝置基于力源控制進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模,動(dòng)力學(xué)模型采用狀態(tài)空間表達(dá)式。將傳統(tǒng)自抗擾控制中擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器中的fal函數(shù)采用反雙曲正弦函數(shù)來代替,并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明反雙曲正弦函數(shù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器具有較好的微分峰值抑制能力,避免控制器具有較大的輸入。依據(jù)所建立的動(dòng)力學(xué)模型,采用自抗擾控制設(shè)計(jì)力控制器,并利用MATLAB/s...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源、研究背景和意義
    1.2 打磨機(jī)器人和串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)狀
        1.2.1 打磨機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器研究現(xiàn)狀
    1.3 終端滑�？刂坪妥钥箶_控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 終端滑�？刂蒲芯楷F(xiàn)狀
        1.3.2 自抗擾控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 葉片打磨分析及方案研究
    2.1 引言
    2.2 風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)和工藝
        2.2.1 風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)
        2.2.2 風(fēng)電葉片的制造和維護(hù)
    2.3 打磨方案研究
        2.3.1 砂輪打磨方法
        2.3.2 打磨方式分析
        2.3.3 打磨軌跡規(guī)劃
        2.3.4 打磨參數(shù)分析
    2.4 打磨機(jī)器人控制策略
    2.5 本章小結(jié)
第三章 類SEA末端打磨裝置動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 類SEA末端打磨裝置
        3.2.1 類SEA末端打磨裝置整體結(jié)構(gòu)
        3.2.2 類SEA末端打磨裝置的組成
        3.2.3 類SEA末端打磨裝置的工作過程
    3.3 類SEA末端打磨裝置重要組成部件選取
        3.3.1 直流力矩電機(jī)的選擇
        3.3.2 聯(lián)軸器的選擇
        3.3.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇
        3.3.4 彈簧的設(shè)計(jì)
    3.4 類SEA末端打磨裝置位置源和力源模型對(duì)比分析
        3.4.1 基于位置源控制的動(dòng)力學(xué)模型建立和頻域分析
        3.4.2 基于力源控制的動(dòng)力學(xué)模型建立和頻域分析
        3.4.3 兩種控制方法動(dòng)力學(xué)模型對(duì)比分析
    3.5 基于力源控制法的類SEA末端打磨裝置動(dòng)力學(xué)模型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 自抗擾控制在類SEA末端中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 自抗擾控制特點(diǎn)
        4.2.1 經(jīng)典PID控制的缺陷
        4.2.2 自抗擾控制的優(yōu)勢(shì)
    4.3 自抗擾控制的組成及算法
        4.3.1 跟蹤微分器算法
        4.3.2 非線性控制律算法
        4.3.3 反雙曲正弦擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器算法
    4.4 自抗擾控制的參數(shù)整定及穩(wěn)定性分析
        4.4.1 跟蹤微分器的參數(shù)整定
        4.4.2 反雙曲正弦擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的參數(shù)整定及穩(wěn)定性分析
        4.4.3 非線性控制律的參數(shù)整定
    4.5 自抗擾控制器的設(shè)計(jì)及觀測(cè)器性能分析
        4.5.1 反雙曲正弦擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        4.5.2 反雙曲正弦擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器性能分析
    4.6 類SEA末端打磨裝置自抗擾力控制仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.1 理想環(huán)境下階躍力信號(hào)跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.2 理想環(huán)境下正弦力信號(hào)跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.3 加入噪聲時(shí)正弦力信號(hào)跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.4 加入擾動(dòng)時(shí)階躍力信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.5 系統(tǒng)參數(shù)改變時(shí)階躍力信號(hào)跟蹤實(shí)驗(yàn)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 終端滑模控制在類SEA末端中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 線性滑�？刂品椒�
        5.2.1 線性滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
        5.2.2 線性滑模的收斂特性
    5.3 終端滑模控制方法
        5.3.1 終端滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
        5.3.2 終端滑模的收斂特性
    5.4 非奇異終端滑�？刂品椒�
        5.4.1 非奇異終端滑模的控制器設(shè)計(jì)
        5.4.2 非奇異終端滑模的收斂特性
    5.5 多冪次非奇異終端滑模變結(jié)構(gòu)控制
        5.5.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        5.5.2 跟蹤微分器的設(shè)計(jì)
        5.5.3 非線性快速終端滑模面的設(shè)計(jì)
        5.5.4 多冪次趨近律的設(shè)計(jì)
    5.6 多冪次趨近率分析
        5.6.1 存在性及可達(dá)性證明
        5.6.2 穩(wěn)態(tài)抖振分析
        5.6.3 趨近速率分析
        5.6.4 控制律的設(shè)計(jì)
    5.7 類SEA末端打磨裝置非奇異終端滑模力控制仿真實(shí)驗(yàn)
        5.7.1 不同滑模面力跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        5.7.2 不同趨近率力跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        5.7.3 不同趨近率正弦力跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
        5.7.4 無(wú)擾動(dòng)補(bǔ)償不同趨近率力跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)
    5.8 自抗擾控制和終端滑模控制力控制仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比
        5.8.1 類SEA末端打磨虛擬樣機(jī)建模
        5.8.2 類SEA末端打磨裝置虛擬樣機(jī)力控制仿真實(shí)驗(yàn)
    5.9 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝



本文編號(hào)：3772964