本文關(guān)鍵詞：平面3-RRR并聯(lián)定位平臺及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：三自由度并聯(lián)定位平臺作為一種典型的并聯(lián)機(jī)構(gòu),具有廣泛的應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)了一種平面3-RRR并聯(lián)定位平臺及其控制系統(tǒng),為后續(xù)精密定位平臺系統(tǒng)的研制以及振動抑制研究提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺。首先,建立了平面3-RRR并聯(lián)定位平臺的運(yùn)動學(xué)反解模型和運(yùn)動學(xué)正解模型,通過Broyden法數(shù)值求解,基于一階影響系數(shù)法研究了定位平臺的奇異位形問題,推導(dǎo)了最大工作空間和定姿態(tài)工作空間的表達(dá)式,并分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和轉(zhuǎn)角下工作空間的變化規(guī)律。其次,通過理論建模和有限元仿真研究了定位平臺主動桿和連桿的模態(tài)特性,得出了理論模型和有限元仿真的一致結(jié)果;分析了定位平臺的模態(tài)特性及其在特定軌跡下的模態(tài)頻率特性和和振型變化規(guī)律,給出了指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)動控制的有益建議。再次,建立了PC+運(yùn)動控制卡+步進(jìn)電機(jī)+檢測系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、開放式控制硬件系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)測試分析了驅(qū)動器細(xì)分倍數(shù)對步進(jìn)電機(jī)振動特性的影響;設(shè)計(jì)了位置轉(zhuǎn)角檢測系統(tǒng)并推導(dǎo)了位置轉(zhuǎn)角測算公式;利用Lab VIEW軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了閉環(huán)PID算法,提出了奇異規(guī)避的方法,結(jié)合模態(tài)分析結(jié)果,給出了系統(tǒng)的避振控制方法。最后,設(shè)計(jì)了定位平臺的模態(tài)實(shí)驗(yàn)方案,測試了定位平臺及其主動桿的模態(tài)特性,通過與仿真結(jié)果對比表明,前四階固有頻率誤差均小于10%,仿真模型和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头治鼋Y(jié)果基本吻合;通過實(shí)驗(yàn)測試了控制系統(tǒng)的軌跡跟蹤性能,結(jié)果表明閉環(huán)控制下系統(tǒng)具備較好的軌跡跟蹤性能。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1203271