并聯(lián)機構是由多條并行鏈組成的一種閉環(huán)系統(tǒng),因其相比于串聯(lián)機構具有較大的剛度、較強的承載能力、較高的精度、較快的響應速度、較好的運動性能等許多優(yōu)點,從而使得并聯(lián)機構得到了廣泛的應用和研究。其中控制系統(tǒng)是并聯(lián)機構的核心環(huán)節(jié),同時也決定了并聯(lián)機構性能的優(yōu)劣程度。本文以3-UPU并聯(lián)機構作為研究對象,并對其控制系統(tǒng)進行了深入的分析和研究。論文主要從以下幾個方面的內(nèi)容進行展開:(1)基于機構學原理和運動學原理,對并聯(lián)機構進行了機構分析,利用三維軟件Solidworks構建3-UPU并聯(lián)機構的三維實體模型,并利用空間自由度公式計算其自由度,同時通過運動學分析推導了3-UPU并聯(lián)機構的位置逆解模型和位置正解模型,最后利用運動學的逆解模型對機構的工作空間進行分析求解。(2)通過Matlab和Solidwork構建3-UPU并聯(lián)機構控制系統(tǒng)的模型,首先是對機構的模型進行優(yōu)化,然后利用兩個軟件的接口轉(zhuǎn)換構建3-UPU并聯(lián)機構的SimMechanics模型,并通過Simulink分別建立了基于傳統(tǒng)PID控制模型和基于模糊PID控制模型,通過仿真結果比較兩種控制方案在響應速度和軌跡跟蹤的誤差大小等方面品質(zhì)的優(yōu)劣。(3)針對并聯(lián)機構的特點,采用微分的方法對梯形曲線加減速、指數(shù)型曲線加減速和S型曲線加減速的速度曲線進行分析,同時推導出梯形、指數(shù)型和S型這三種速度曲線的運動規(guī)律,并通過PMAC運動控制卡對S型速度曲線進行實驗,從而驗證S型加減速曲線控制模式下,機構在啟動、停止和加減速的運行過程中的平穩(wěn)性。(4)搭建3-UPU并聯(lián)機構控制系統(tǒng)的實驗平臺,包括運動控制單元、伺服單元、安全單元的安裝及其硬件參數(shù)的配置,最后通過搭建的實驗平臺先進行系統(tǒng)調(diào)試,然后再對該系統(tǒng)進行軌跡運動實驗。
【學位單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH112;TP273

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