本文關(guān)鍵詞：Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō)在物質(zhì)上都有所提高,相應(yīng)的各項(xiàng)消費(fèi)的成本也相應(yīng)的增加,這就造成了所需要的勞動(dòng)力的成本增加。同時(shí)伴隨我國(guó)人口老齡化的日益嚴(yán)重,老年人數(shù)目越來(lái)越多,造成勞動(dòng)力匱乏。此外,我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài),急需對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)高速、高精度的自動(dòng)化產(chǎn)品來(lái)代替落后的人力就顯得十分必要了。本課題針對(duì)Delta機(jī)構(gòu)在拾取、打印、裝配等領(lǐng)域的應(yīng)用,對(duì)其運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了研究,使其能夠在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域能夠發(fā)揮重要的作用。首先,對(duì)Delta機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了滿足要求的Delta機(jī)構(gòu),建立了其三維模型并用adams建立了機(jī)構(gòu)的仿真模型。然后對(duì)其機(jī)構(gòu)建立合理的坐標(biāo)系并簡(jiǎn)化其機(jī)構(gòu),完成了機(jī)構(gòu)正逆解的數(shù)學(xué)表達(dá)式的整個(gè)推演過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的位置分析。將得到的正逆解方程的表達(dá)式與adams的仿真模型進(jìn)行比較,驗(yàn)證了所得的式子的正確性。其次,分析機(jī)構(gòu)的三種奇異位形,得出了其是在什么情況下發(fā)生的并采取約束條件避免其發(fā)生。然后研究了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間并用幾何的方法分析了空間對(duì)主要尺寸的約束。最后選取條件數(shù)為優(yōu)化指標(biāo),建立需要的表達(dá)式,采用遺傳算法完成了尺寸的優(yōu)化。接下來(lái),首先對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃進(jìn)行了研究,為了生成起點(diǎn)、終點(diǎn)間的軌跡分析了常用的插補(bǔ)算法。然后,為了保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中速度的連續(xù)性、平穩(wěn)性,對(duì)梯形的速度規(guī)劃方式進(jìn)行了改進(jìn),得到了改進(jìn)后的算法,完成了整個(gè)軌跡規(guī)劃過(guò)程。最后,對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制器進(jìn)行了研究。首先,分析了機(jī)構(gòu)的控制策略,采用了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的控制方法并確定了電機(jī)的模型。然后分析了電機(jī)各環(huán)的控制方法并建立了Simulink控制框圖,最后為了更好的進(jìn)行控制設(shè)計(jì)了模糊PID控制器。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中分析了它的各個(gè)組成部分并建立了整個(gè)控制器的模型,最后通過(guò)結(jié)果可以看出,所設(shè)計(jì)的控制器響應(yīng)更快,穩(wěn)定性更好,跟蹤軌跡性能更好。
【關(guān)鍵詞】：Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu) 位置分析 尺寸優(yōu)化 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 模糊PID控制器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH112;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 Delta機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 Delta機(jī)構(gòu)尺寸優(yōu)化研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 Delta機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 Delta機(jī)構(gòu)控制器研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 DELTA機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)與位置分析17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 DELTA機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)與仿真模型的建立17-19
• 2.2.1 Delta機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.2 adams仿真模型的建立18-19
• 2.3 DELTA機(jī)構(gòu)的位置分析19-25
• 2.3.1 機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化19-20
• 2.3.2 機(jī)構(gòu)的位置逆解分析20-22
• 2.3.3 機(jī)構(gòu)的位置正解分析22-25
• 2.4 DELTA機(jī)構(gòu)的正逆解驗(yàn)證25-27
• 2.4.1 逆解驗(yàn)證25-26
• 2.4.2 正解驗(yàn)證26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 DELTA并聯(lián)機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 奇異位形分析28-31
• 3.2.1 Jacobi矩陣28-29
• 3.2.2 機(jī)構(gòu)的奇異位形分析29-31
• 3.3 約束條件與尺寸范圍31-34
• 3.3.1 工作空間的約束31-33
• 3.3.2 機(jī)構(gòu)干涉與球餃的約束33
• 3.3.3 尺寸的范圍33-34
• 3.4 目標(biāo)函數(shù)的建立34-40
• 3.4.1 優(yōu)化性能指標(biāo)34-35
• 3.4.2 目標(biāo)函數(shù)的建立35-36
• 3.4.3 目標(biāo)函數(shù)的求解36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 DELTA并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 軌跡的生成42-46
• 4.2.1 直線插補(bǔ)42-43
• 4.2.2 圓弧插補(bǔ)43-46
• 4.3 速度規(guī)劃46-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 DELTA并聯(lián)機(jī)構(gòu)伺服系統(tǒng)與模糊PID控制器的設(shè)計(jì)51-66
• 5.1 引言51
• 5.2 控制方法的選擇51-52
• 5.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)控制器51-52
• 5.2.2 動(dòng)力學(xué)控制器52
• 5.3 控制模型的建立52-57
• 5.3.1 電機(jī)的選擇52-53
• 5.3.2 電機(jī)d-q軸模型的建立53-54
• 5.3.3 電機(jī)三閉環(huán)控制模型的建立54-57
• 5.4 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)57-61
• 5.4.1 模糊PID控制器57-58
• 5.4.2 量化因子、比例因子的確定58
• 5.4.3 隸屬函數(shù)的確定58-59
• 5.4.4 模糊規(guī)則的確定59-61
• 5.5 仿真模型的建立與結(jié)果分析61-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

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