并聯(lián)四自由度運動平臺主要用于模擬車輛的實際姿態(tài),在模擬實驗過程中,平臺對給定目標(biāo)位姿的跟蹤效果直接決定模擬實驗的好壞程度,因此,對位姿的跟蹤有嚴(yán)格的精度要求。由于平臺運動過程中易受外部干擾以及關(guān)節(jié)耦合力的影響,傳統(tǒng)的控制方式已經(jīng)不能滿足其控制精度要求。因此,需要設(shè)計一種控制精度高,抗干擾能力強的運動控制器。本文以實際工程項目為背景,以并聯(lián)四自由度運動平臺為研究對象,以提高平臺的控制精度為目的,做了如下研究:首先,對平臺進行了運動學(xué)建模。結(jié)合空間位姿描述以及坐標(biāo)變換,給出了并聯(lián)四自由度運動平臺的逆解方程和正解方程,為平臺的跟蹤控制研究奠定了基礎(chǔ)。其次,根據(jù)基于關(guān)節(jié)空間的整體控制策略,對單個伺服關(guān)節(jié)支路進行了數(shù)學(xué)建模,然后根據(jù)系統(tǒng)存在內(nèi)部參數(shù)攝動以及關(guān)節(jié)之間相互的耦合力等不確定性干擾的存在,設(shè)計了自抗擾控制器,并對單關(guān)節(jié)伺服支路和整個平臺的位姿進行了仿真研究。再次,為了進一步提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,進行了研究,設(shè)計了基于擴張狀態(tài)觀測器的滑模控制器,結(jié)合平臺運動學(xué)分析并對單關(guān)節(jié)伺服支路和整個平臺的位姿進行了仿真研究,證明了基于擴張狀態(tài)觀測器的滑�？刂破鞯挠行�。最后,針對平臺的控制要求和算法實現(xiàn)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

福特模擬駕駛平臺

[5]，這也是并聯(lián)機構(gòu)第一次以文獻的形式被展現(xiàn)出來，并在飛行模擬器領(lǐng)域得到了率先應(yīng)用，具有劃時代的意義，后來將這個平臺以他自己的名字命名，也就是應(yīng)用較多的 Stewart 平臺。上世紀(jì) 80 年代末期，并聯(lián)平臺的應(yīng)用轉(zhuǎn)向了機器人領(lǐng)域，例如，1978 年，學(xué)者Hunt 通過長時間的研究提出并聯(lián)機構(gòu)在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景[6],[7]，1979 年P(guān)ham.D.T 和 Mac Callion.H 受到 Hunt 啟發(fā)，研制出了用于裝配車間的機器人。隨后，并聯(lián)機器人樣機在法國的 INIRA、美國的 Oregon 大學(xué)和日本的一些高校先后被研制出來，并聯(lián)機器人研究的帷幕也由此被拉開了。1985 年，學(xué)者克拉維爾開發(fā)了 Delta并聯(lián)運動機構(gòu)，并將其實現(xiàn)了商業(yè)化，在醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在此之后，以美國、德國為代表的好多國家加入到并聯(lián)平臺的開發(fā)和研究中來，先后投入了大量的人力和科研經(jīng)費。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上有大約六十多個組織機構(gòu)從事與并聯(lián)平臺和機器人相關(guān)的研制工作。圖 1-1 所示為福特公司設(shè)計研發(fā)的六自由度模擬駕駛平臺，圖 1-2 所示為日本某品牌的大型并聯(lián)機床

第 1 章 緒 論他們對基礎(chǔ)理論的研究做出了不平凡的貢獻，帶動了我國在并聯(lián)機構(gòu)領(lǐng)域的發(fā)展[8]-[9]。1991 年，黃真教授經(jīng)過不懈研究，成功地建造出六自由度并聯(lián)平臺原型機，也是我國首個自主研發(fā)的并聯(lián)機構(gòu)，又在 1994 年開發(fā)了柔性鉸鏈六自由度并聯(lián)運動誤差補償機構(gòu)。隨后，國內(nèi)越來越多的學(xué)者參與到并聯(lián)機構(gòu)的研究中來，國內(nèi)一些高校和科研院例如：天津大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、沈陽自動化研究所等也開始對并聯(lián)機構(gòu)進行相關(guān)的探索。1994 年，海軍工程學(xué)院成功地研制出六自由度潛艇模擬臺。1997 年，研制了大型并聯(lián)機床 VAMTIY。進入 21 世紀(jì)，我國在并聯(lián)平臺的研究方面得到了迅速發(fā)展，并成功應(yīng)用到航空航天、工業(yè)、醫(yī)療、民用等各個領(lǐng)域，出現(xiàn)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果，例如：圖 1-3 所示為我國國產(chǎn)大飛機 C919飛行模擬器，是由我國自主研發(fā)設(shè)計的，圖 1-4 所示，我國某公司研制的 5D 動感體驗座椅。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]帶有不確定干擾的偏微分方程鎮(zhèn)定：SMC方法和ADRC方法[D]. 劉軍軍.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]六自由度并聯(lián)機器人控制算法研究[D]. 文剛.西南交通大學(xué) 2017
[2]四自由度并聯(lián)平臺位姿跟蹤控制研究[D]. 程拓.燕山大學(xué) 2016
[3]基于自抗擾的板球系統(tǒng)控制研究[D]. 董振曄.北京理工大學(xué) 2016
[4]基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李江濱.燕山大學(xué) 2015
[5]柔索并聯(lián)機器人的軌跡跟蹤控制研究[D]. 李長華.太原科技大學(xué) 2014
[6]基于RTX六自由度電動平臺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 明寶利.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[7]自抗擾控制器及其應(yīng)用研究[D]. 蘇思賢.江南大學(xué) 2011



本文編號：2911237