隨著環(huán)境問題與能源危機日趨嚴重,各國均加強了海洋資源的開發(fā)與利用。海上平臺（船舶）用運動補償平臺能夠有效隔離海洋載荷引起的搖蕩運動,對保障平臺上儀器設(shè)備和工作人員的安全具有非常重要的意義。本文以一種新型三自由度并聯(lián)機構(gòu)為原型,對海上平臺（船舶）用并聯(lián)運動補償系統(tǒng)的控制策略與實現(xiàn)方法開展深入研究。首先,采用數(shù)值迭代法建立該新型三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)模型,根據(jù)同步驅(qū)動的約束條件建立機構(gòu)速度及加速度的映射模型,通過虛功原理法構(gòu)建出機構(gòu)的動力學(xué)模型,借助MATLAB編程和ADAMS聯(lián)合仿真驗證所建數(shù)學(xué)模型的正確性。其次,在深入分析傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)三環(huán)控制原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計出一種基于動力學(xué)模型的力矩前饋伺服控制策略,編寫出用戶自定義伺服算法,采用開放式運動控制器CK3M,基于EtherCAT總線控制技術(shù),實現(xiàn)該算法并驗證其有效性,在此基礎(chǔ)上深入分析各控制器參數(shù)對控制效果的影響,進而優(yōu)化出適用于并聯(lián)運動補償平臺的控制器參數(shù)。然后,基于雙軸傾角傳感器和PC搭建了船舶位姿測量系統(tǒng),采用運動控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機搭建了運動控制系統(tǒng),以新型三自由度機構(gòu)樣機作為運動補償系統(tǒng),完成了并聯(lián)運動補償平臺的搭建... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３典型的框架式運動補償平臺結(jié)構(gòu)??（ａ）兩軸運動補償平臺；（ｂ）三軸運動補償平臺；??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｆｒａｍｅ?ｍｏｔｉｏｎ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍｓ??３??

框架式三軸陀螺穩(wěn)定平臺，理論上能夠完全補償載體的橫堯縱搖和艏搖的姿態(tài)??變化，從而保持電視攝像頭姿態(tài)穩(wěn)定。??角度傳感器??ｒ?、、－＼??Ｉ???，???????Ｍ??ｉ??Ｉ???ｔ???Ｉ外壞俯仰隨動冋路｜由，?．．?｜內(nèi)俯仰穩(wěn)定Ｎ路｜??—１—?＾?ｎ?ｒｉ?介一一電機—￣１??Ｌ??１??Ｉ?ｆｔ?度傳感器，ｚ，?—??ｎ??Ｊ?陀螺?ｉ??￣｜內(nèi)方位＃定冋屈??１?一外環(huán)方位隨動間路?１－?一?—?—??圖１－４兩軸四環(huán)架工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｆｒａｍｅ?ｓｙｓｔｅｍ??除了全框架式的串聯(lián)穩(wěn)定平臺以外，文獻［１７］還分析了如圖１－５所示的各種??開環(huán)式穩(wěn)定平臺的特點，研究了船舶搖動對三軸雷達系統(tǒng)的影響，并在此基礎(chǔ)上??提出了簡便可行的控制方案。為了解決船舶大幅升沉運動的問題，美國學(xué)者??ＪａｍｅＳ［１８］設(shè)計了如圖１－６所示的承載能力達７５００噸的深海采礦裝置升沉補償系統(tǒng)，??該系統(tǒng)采用上述雙框架式結(jié)構(gòu)以隔離船舶的橫堯縱搖運動，并通過液壓缸驅(qū)動??’『俯仰軸個、俯仰軸??ｊ??芝位軸?藝位軸??圖１－５開環(huán)式穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｏｐｅｎ－ｌｏｏｐ?ｓｔａｂｌｅ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??４??

第一：ｉ：緒論??雙框架式結(jié)構(gòu)沿周定立柱上下移動糴隔離船舶的升沉運動。??－：＾Ｐ￣??圖１－６升沉補償系統(tǒng)??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｈｅａｖｅ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??＿前，串朕運動補償平臺已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，并且廣泛應(yīng)用乎艦船武器、黃達、攝??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??（ｄ）?（ｅ）??圖１－７?ａ外的串聯(lián)運動＃償，平＆產(chǎn)品??（ａ）ＷＳＣ－ｒ＿，？襄翁；（ｂ．）憤性龜脆系統(tǒng)（ｃ）兩軸．取架著ｆ麵??：（ｄ）猶隹制機槍ＳＴＡＭＰ系統(tǒng)朦＿平臺；（ｅ）麵ｆ?３．０系統(tǒng)ｉ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｓｅｒｉａｌ?ｍｏｔｉｏｎ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ?ａｂｒｏａｄ??５??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]單十字軸萬向節(jié)十字軸的運動分析及仿真[J]. 范景峰,李大磊.  機械傳動. 2016(03)
[2]基于擬Newton法的并聯(lián)機構(gòu)位置正解[J]. 耿明超,趙鐵石,王唱,陳宇航,何勇.  機械工程學(xué)報. 2015(09)
[3]慣性技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王巍.  自動化學(xué)報. 2013(06)
[4]艦載機著艦點垂直運動補償技術(shù)仿真研究[J]. 張永花,周鑫.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2013(04)
[5]巴特沃斯低通濾波器的實現(xiàn)方法研究[J]. 趙曉群,張潔.  大連民族學(xué)院學(xué)報. 2013(01)
[6]導(dǎo)引頭二軸穩(wěn)定平臺的軸角關(guān)系和簡化[J]. 吳曄,朱曉峰,陳峻山.  制導(dǎo)與引信. 2012(01)
[7]耦合型3自由度并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)及其運動特征[J]. 羅二娟,牟德君,劉曉,趙鐵石.  機器人. 2010(05)
[8]球面3-RRR并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)建模與魯棒-自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制[J]. 王躍靈,金振林,李研彪.  機械工程學(xué)報. 2010(01)
[9]PID控制原理及參數(shù)整定方法[J]. 金奇,鄧志杰.  重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(05)
[10]船舶減搖技術(shù)研究進展[J]. 董美華,馬汝建,趙東.  濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(02)

博士論文
[1]電液驅(qū)動3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺機構(gòu)優(yōu)化及動力學(xué)模型研究[D]. 郭菲.燕山大學(xué) 2016
[2]六自由度并聯(lián)波浪補償系統(tǒng)設(shè)計與控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡永攀.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]并串聯(lián)光電穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 王立玲.河北大學(xué) 2014
[4]并聯(lián)6-PUS艦載穩(wěn)定平臺機構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)理論與實驗研究[D]. 劉曉.燕山大學(xué) 2014
[5]新型三坐標并聯(lián)動力頭的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)與研究[D]. 陳闖.天津大學(xué) 2013
[6]船舶動力定位系統(tǒng)建模與隨機控制研究[D]. 徐榮華.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[7]一種兩自由度并聯(lián)機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及動力學(xué)控制研究[D]. 郝齊.清華大學(xué) 2011
[8]波浪運動升沉補償液壓平臺關(guān)鍵問題試驗研究[D]. 曾智剛.華南理工大學(xué) 2010
[9]并聯(lián)4TPS-1PS型電動穩(wěn)定跟蹤平臺的特性及控制研究[D]. 程佳.浙江大學(xué) 2008
[10]高性能平面二自由度并聯(lián)機器人研究[D]. 張耀欣.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]船用起重機主動式波浪補償系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 寧獻良.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]基于動力學(xué)模型的高速并聯(lián)機械手控制方法研究[D]. 喬正宇.天津大學(xué) 2016
[3]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
[4]數(shù)字信號的模糊平滑方法[D]. 楊文靜.南京理工大學(xué) 2009
[5]深海采礦升沉補償潛式坐標定深度控制研究[D]. 潘嘉強.廣東工業(yè)大學(xué) 2004
[6]模糊控制在深海采礦升沉補償模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 肖奇軍.廣東工業(yè)大學(xué) 2004
[7]6-DOF并聯(lián)機器人動力學(xué)建模、模糊變結(jié)構(gòu)控制[D]. 楊香蘭.燕山大學(xué) 2002
[8]6-DOF并聯(lián)機器人動力學(xué)建模、非線性變結(jié)構(gòu)控制[D]. 陳衛(wèi)東.燕山大學(xué) 2000



本文編號：3288113