本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及控制系統(tǒng)研究　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：六自由度并聯(lián)平臺具有載重量大,累積誤差小,結(jié)構(gòu)剛度強,控制精度高等特點,一直是機構(gòu)研究領(lǐng)域的熱點內(nèi)容,并廣泛的應(yīng)用于機床設(shè)計、天線定位、運動模擬、飛船對接等領(lǐng)域。本文所研究的六自由度并聯(lián)平臺主要應(yīng)用于天線定位,其運動過程中的位姿誤差直接影響天線定位的精度。因此,設(shè)計控制精確度高、動態(tài)性能好的并聯(lián)平臺具有十分重要的意義。為了提高并聯(lián)平臺的運動性能,本文主要圍繞并聯(lián)平臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和控制器設(shè)計兩個方面開展工作。對于并聯(lián)平臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,本文提出了一種基于多目標(biāo)-多約束方法的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化算法,通過該算法得到并聯(lián)平臺最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù);對于并聯(lián)平臺的控制器設(shè)計,本文提出了基于速度前饋的位置控制方法和基于虛擬模型的力控制方法,并設(shè)計仿真實驗,驗證該方法的有效性。本文的主要內(nèi)容如下:(1)簡述了六自由度并聯(lián)平臺的研究背景,國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀,以及并聯(lián)平臺控制方法的研究現(xiàn)狀,并給出了論文的主要研究內(nèi)容、創(chuàng)新點及章節(jié)安排。(2)并聯(lián)平臺的運動學(xué)建模。本文給出了六自由度并聯(lián)平臺的簡化結(jié)構(gòu)圖并計算其自由度,依次求出并聯(lián)平臺的逆運動學(xué)、雅克比、正運動學(xué)。(3)并聯(lián)平臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。分析并聯(lián)平臺的工作空間和靈巧度,設(shè)計了一種基于多目標(biāo)-多約束的并聯(lián)平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法,根據(jù)并聯(lián)平臺的工作空間和靈巧度指標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù),分析結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法的約束條件,并借助蒙特卡洛法實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化過程。(4)并聯(lián)平臺的控制器設(shè)計。本文介紹了并聯(lián)平臺的軌跡規(guī)劃方法,提出了基于速度前饋的位置控制方法和基于虛擬模型的力控制方法,并根據(jù)這兩種控制方法分別設(shè)計并聯(lián)平臺的控制器。(5)并聯(lián)平臺的仿真實驗設(shè)計與分析。使用Webots仿真軟件搭建并聯(lián)平臺仿真模型,設(shè)計相關(guān)實驗,驗證了本文所設(shè)計的位置控制并聯(lián)平臺控制器和基于虛擬模型并聯(lián)平臺控制器的有效性。(6)總結(jié)本論文主要工作及創(chuàng)新點,分析不足之處,并對未來工作進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

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本文編號：1308174