一種無匯交軸線并聯(lián)穩(wěn)定平臺的控制與標(biāo)定
發(fā)布時間:2021-05-09 11:06
在海上,船只的晃動對海上作業(yè)設(shè)備和工作人員的日常工作會產(chǎn)生很大的影響,因此,艦船穩(wěn)定平臺一直受到大家的重視,而并聯(lián)穩(wěn)定平臺因其自身的優(yōu)勢受到的關(guān)注也越來越多。穩(wěn)定平臺自身的精度和控制系統(tǒng)會極大的影響穩(wěn)定效果。本文以一種無匯交軸線并聯(lián)穩(wěn)定平臺為研究對象,基于運(yùn)動控制器搭建了其運(yùn)行控制系統(tǒng),對其進(jìn)行了零點(diǎn)標(biāo)定和運(yùn)動學(xué)標(biāo)定,降低了機(jī)構(gòu)的誤差,提高機(jī)構(gòu)的精度。具體研究內(nèi)容如下:求解和驗(yàn)證了該穩(wěn)定平臺的運(yùn)動學(xué)反解和運(yùn)動學(xué)正解,對平臺的運(yùn)動路徑進(jìn)行了規(guī)劃,搭建了穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng),為后續(xù)的標(biāo)定奠定了基礎(chǔ)運(yùn)用空間矢量法建立了零點(diǎn)誤差對末端姿態(tài)誤差的映射,為后續(xù)的仿真和實(shí)驗(yàn)提供了理論模型;通過設(shè)定誤差進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了映射模型的正確性。利用激光跟蹤儀輔助零點(diǎn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),通過零點(diǎn)標(biāo)定降低了穩(wěn)定平臺的誤差;跈C(jī)構(gòu)特性,建立了一種新的誤差模型,降低了實(shí)驗(yàn)所需測點(diǎn)的數(shù)量。利用閉環(huán)運(yùn)動鏈建立各參數(shù)誤差對末端姿態(tài)誤差的映射模型;分析了各標(biāo)定參數(shù)誤差,對平臺姿態(tài)誤差的影響,得出影響規(guī)律;利用激光跟蹤儀測量位姿輔助標(biāo)定實(shí)驗(yàn),通過運(yùn)動學(xué)標(biāo)定進(jìn)一步降低了平臺的誤差。利用4維電位計設(shè)計出一種無線控制手柄;利用MPU6050芯片...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 并聯(lián)穩(wěn)定平臺的發(fā)展
1.3 穩(wěn)定平臺控制方法介紹
1.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)標(biāo)定方法介紹
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的運(yùn)動學(xué)分析
2.1 引言
2.2 穩(wěn)定平臺姿態(tài)逆解及驗(yàn)證
2.2.1 穩(wěn)定平臺姿態(tài)逆解
2.2.2 運(yùn)動平臺姿態(tài)反解驗(yàn)證
2.3 穩(wěn)定平臺運(yùn)動學(xué)正解
2.4 平臺運(yùn)動軌跡規(guī)劃
2.4.1 T&T角下的平臺軌跡規(guī)劃
2.4.2 RPY角下的平臺軌跡規(guī)劃
2.5 控制系統(tǒng)的搭建
2.5.1 硬件設(shè)計
2.5.2 基于MFC的交互界面設(shè)計
2.5.3 基于MFC的控制系統(tǒng)控件功能的實(shí)現(xiàn)
2.6 本章小結(jié)
第3章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的零點(diǎn)標(biāo)定
3.1 引言
3.2 零點(diǎn)誤差建模
3.3 零點(diǎn)誤差產(chǎn)生的影響
3.3.1 單位零點(diǎn)誤差的影響
3.3.2 單位零點(diǎn)誤差一般化仿真
3.4 算例仿真
3.4.1 最小二乘法
3.4.2 仿真流程
3.4.3 仿真結(jié)果分析
3.5 零點(diǎn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
3.6 簡化測量數(shù)據(jù)的特殊誤差模型
3.7 本章小結(jié)
第4章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定
4.1 引言
4.2 3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及建模
4.2.1 正反解模型關(guān)鍵坐標(biāo)點(diǎn)參數(shù)變化
4.2.2 3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)誤差建模
4.3 運(yùn)動學(xué)標(biāo)定仿真
4.3.1 仿真設(shè)計
4.3.2 結(jié)構(gòu)誤差產(chǎn)生的影響
4.3.3 仿真流程及結(jié)果
4.4 綜合標(biāo)定誤差模型的仿真及實(shí)驗(yàn)
4.4.1 綜合標(biāo)定誤差模型的建立
4.4.2 綜合標(biāo)定仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的無線控制
5.1 引言
5.2 一種搖桿遙控控制器
5.3 無線控制研究
5.3.1 姿態(tài)采集模塊
5.3.2 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
5.3.3 數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)
5.4 樣機(jī)跟隨運(yùn)動的研究
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船舶雙軸穩(wěn)定平臺的控制系統(tǒng)研究[J]. 康永澤. 艦船科學(xué)技術(shù). 2018(06)
[2]2RUS/2RRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動學(xué)分析[J]. 耿明超,趙鐵石,張燦果. 機(jī)械傳動. 2018(02)
[3]基于末端轉(zhuǎn)角誤差的并聯(lián)機(jī)器人零點(diǎn)標(biāo)定方法[J]. 梅江平,賀媛,臧家煒. 機(jī)器人. 2018(05)
[4]輕小型慣性穩(wěn)定平臺位置環(huán)協(xié)同通信控制方法[J]. 賈媛,周向陽. 測繪科學(xué). 2018(01)
[5]高低頻復(fù)合驅(qū)動的并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺的運(yùn)動分析[J]. 趙星宇,趙鐵石,云軒,田昕,李二偉,陳宇航. 機(jī)器人. 2018(01)
[6]混聯(lián)自穩(wěn)跟蹤平臺及控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗(yàn)[J]. 陳立坡. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(01)
[7]船用波浪補(bǔ)償穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定性研究[J]. 郭霆,劉芳華,孫石磊,盧道華,王天澤. 中國造船. 2017(04)
[8]一種解耦性1T2R并聯(lián)艦載穩(wěn)定平臺運(yùn)動學(xué)分析[J]. 田奧克,王勇,張曉南,白攀峰. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2017(07)
[9]3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺滿載工況誤差分析與運(yùn)動學(xué)標(biāo)定[J]. 李玉昆,李永泉,佘亞中,張立杰. 中國機(jī)械工程. 2017(08)
[10]艦載光電經(jīng)緯儀視軸穩(wěn)定雙速度環(huán)串級控制[J]. 鄭天涯,高慧斌. 計算機(jī)仿真. 2017(03)
博士論文
[1]電液驅(qū)動3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺機(jī)構(gòu)優(yōu)化及動力學(xué)模型研究[D]. 郭菲.燕山大學(xué) 2016
[2]艦載激光武器穩(wěn)定平臺控制技術(shù)研究[D]. 郭立東.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]無匯交軸線三自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動平臺的研究[D]. 黃坤.燕山大學(xué) 2016
[2]并聯(lián)四自由度艦載穩(wěn)定平臺特性及控制研究[D]. 蘇士如.燕山大學(xué) 2014
[3]高速并聯(lián)機(jī)械人運(yùn)動學(xué)標(biāo)定方法研究[D]. 李毅.天津大學(xué) 2009
本文編號:3177195
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 并聯(lián)穩(wěn)定平臺的發(fā)展
1.3 穩(wěn)定平臺控制方法介紹
1.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)標(biāo)定方法介紹
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的運(yùn)動學(xué)分析
2.1 引言
2.2 穩(wěn)定平臺姿態(tài)逆解及驗(yàn)證
2.2.1 穩(wěn)定平臺姿態(tài)逆解
2.2.2 運(yùn)動平臺姿態(tài)反解驗(yàn)證
2.3 穩(wěn)定平臺運(yùn)動學(xué)正解
2.4 平臺運(yùn)動軌跡規(guī)劃
2.4.1 T&T角下的平臺軌跡規(guī)劃
2.4.2 RPY角下的平臺軌跡規(guī)劃
2.5 控制系統(tǒng)的搭建
2.5.1 硬件設(shè)計
2.5.2 基于MFC的交互界面設(shè)計
2.5.3 基于MFC的控制系統(tǒng)控件功能的實(shí)現(xiàn)
2.6 本章小結(jié)
第3章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的零點(diǎn)標(biāo)定
3.1 引言
3.2 零點(diǎn)誤差建模
3.3 零點(diǎn)誤差產(chǎn)生的影響
3.3.1 單位零點(diǎn)誤差的影響
3.3.2 單位零點(diǎn)誤差一般化仿真
3.4 算例仿真
3.4.1 最小二乘法
3.4.2 仿真流程
3.4.3 仿真結(jié)果分析
3.5 零點(diǎn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
3.6 簡化測量數(shù)據(jù)的特殊誤差模型
3.7 本章小結(jié)
第4章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定
4.1 引言
4.2 3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及建模
4.2.1 正反解模型關(guān)鍵坐標(biāo)點(diǎn)參數(shù)變化
4.2.2 3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)誤差建模
4.3 運(yùn)動學(xué)標(biāo)定仿真
4.3.1 仿真設(shè)計
4.3.2 結(jié)構(gòu)誤差產(chǎn)生的影響
4.3.3 仿真流程及結(jié)果
4.4 綜合標(biāo)定誤差模型的仿真及實(shí)驗(yàn)
4.4.1 綜合標(biāo)定誤差模型的建立
4.4.2 綜合標(biāo)定仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 3-PRS并聯(lián)穩(wěn)定平臺的無線控制
5.1 引言
5.2 一種搖桿遙控控制器
5.3 無線控制研究
5.3.1 姿態(tài)采集模塊
5.3.2 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
5.3.3 數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)
5.4 樣機(jī)跟隨運(yùn)動的研究
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船舶雙軸穩(wěn)定平臺的控制系統(tǒng)研究[J]. 康永澤. 艦船科學(xué)技術(shù). 2018(06)
[2]2RUS/2RRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動學(xué)分析[J]. 耿明超,趙鐵石,張燦果. 機(jī)械傳動. 2018(02)
[3]基于末端轉(zhuǎn)角誤差的并聯(lián)機(jī)器人零點(diǎn)標(biāo)定方法[J]. 梅江平,賀媛,臧家煒. 機(jī)器人. 2018(05)
[4]輕小型慣性穩(wěn)定平臺位置環(huán)協(xié)同通信控制方法[J]. 賈媛,周向陽. 測繪科學(xué). 2018(01)
[5]高低頻復(fù)合驅(qū)動的并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺的運(yùn)動分析[J]. 趙星宇,趙鐵石,云軒,田昕,李二偉,陳宇航. 機(jī)器人. 2018(01)
[6]混聯(lián)自穩(wěn)跟蹤平臺及控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗(yàn)[J]. 陳立坡. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(01)
[7]船用波浪補(bǔ)償穩(wěn)定平臺的穩(wěn)定性研究[J]. 郭霆,劉芳華,孫石磊,盧道華,王天澤. 中國造船. 2017(04)
[8]一種解耦性1T2R并聯(lián)艦載穩(wěn)定平臺運(yùn)動學(xué)分析[J]. 田奧克,王勇,張曉南,白攀峰. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2017(07)
[9]3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺滿載工況誤差分析與運(yùn)動學(xué)標(biāo)定[J]. 李玉昆,李永泉,佘亞中,張立杰. 中國機(jī)械工程. 2017(08)
[10]艦載光電經(jīng)緯儀視軸穩(wěn)定雙速度環(huán)串級控制[J]. 鄭天涯,高慧斌. 計算機(jī)仿真. 2017(03)
博士論文
[1]電液驅(qū)動3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺機(jī)構(gòu)優(yōu)化及動力學(xué)模型研究[D]. 郭菲.燕山大學(xué) 2016
[2]艦載激光武器穩(wěn)定平臺控制技術(shù)研究[D]. 郭立東.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]無匯交軸線三自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動平臺的研究[D]. 黃坤.燕山大學(xué) 2016
[2]并聯(lián)四自由度艦載穩(wěn)定平臺特性及控制研究[D]. 蘇士如.燕山大學(xué) 2014
[3]高速并聯(lián)機(jī)械人運(yùn)動學(xué)標(biāo)定方法研究[D]. 李毅.天津大學(xué) 2009
本文編號:3177195
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