并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)常因自身結(jié)構(gòu)布置和試件特性的影響,機(jī)構(gòu)各支鏈通道和各自由度間存在強(qiáng)動力學(xué)耦合,采用傳統(tǒng)的鉸點(diǎn)空間控制方法通常難以獲得良好的控制性能。以9條液壓缸驅(qū)動的六自由度冗余并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)為研究對象,建立動力學(xué)數(shù)學(xué)模型�；谀B(tài)分析理論,在對并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)耦合特性分析的基礎(chǔ)上,提出一種空間轉(zhuǎn)換控制方法。仿真結(jié)果表明,該方法能有效降低耦合的影響,提高并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)的控制性能。 

【文章來源】：液壓與氣動. 2020,(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

六自由度液壓驅(qū)動冗余并聯(lián)加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

式中, q為上平臺位姿向量,q=[x, y, z, φ, θ, ψ],其中x, y, z為3個平動自由度; φ, θ, ψ為繞x, y, z 3個軸對應(yīng)的轉(zhuǎn)動自由度;M, C, Ks, G分別為慣性坐標(biāo)系下質(zhì)量矩陣、離心力及科氏力系數(shù)矩陣、加載試件剛度矩陣、重力項(xiàng); f為9條液壓缸出力組成的力向量; J為機(jī)構(gòu)雅可比矩陣。第i條液壓缸等效液壓彈簧剛度khi可寫為:

為降低強(qiáng)耦合特性影響,當(dāng)采用基于自由度的控制方法或基于運(yùn)動學(xué)的交叉耦合控制方法時,為獲得良好運(yùn)動控制精度,需要使用運(yùn)動學(xué)正解實(shí)時解算平臺當(dāng)前位置和雅可比矩陣,增加了實(shí)施難度,因此本研究提出一種空間轉(zhuǎn)換的控制方法,如圖3所示。圖中的外部回路類似于鉸點(diǎn)空間控制方法,根據(jù)給定位姿q反解出各液壓缸所需的運(yùn)動量l,再與各液壓缸運(yùn)動反饋量lm進(jìn)行比較,形成各液壓缸獨(dú)立位移閉環(huán)控制。不同的是在內(nèi)部回路通過雅可比矩陣偽逆J+將液壓缸位移控制誤差el轉(zhuǎn)換成自由度控制誤差eq,從而轉(zhuǎn)換到自由度空間上進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),直接根據(jù)各自由度通道的動態(tài)特性進(jìn)行相應(yīng)的控制器參數(shù)調(diào)整,降低強(qiáng)耦合特性的影響,控制器通道數(shù)量也由傳統(tǒng)鉸點(diǎn)空間控制的9個減少為6個。最后由雅可比矩陣J將自由度控制量uq分配給各伺服閥控制量u去驅(qū)動液壓缸運(yùn)動。雖然使用的雅克比矩陣J為給定位姿經(jīng)運(yùn)動學(xué)反解解算的近似值,但由于最終閉環(huán)控制的為各液壓缸運(yùn)動量,故對控制性能影響較小。4 仿真分析

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2977003