本文關鍵詞：并聯平臺結構參數優(yōu)化及控制系統(tǒng)研究　出處：《山東大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：六自由度并聯平臺具有載重量大,累積誤差小,結構剛度強,控制精度高等特點,一直是機構研究領域的熱點內容,并廣泛的應用于機床設計、天線定位、運動模擬、飛船對接等領域。本文所研究的六自由度并聯平臺主要應用于天線定位,其運動過程中的位姿誤差直接影響天線定位的精度。因此,設計控制精確度高、動態(tài)性能好的并聯平臺具有十分重要的意義。為了提高并聯平臺的運動性能,本文主要圍繞并聯平臺的結構參數優(yōu)化和控制器設計兩個方面開展工作。對于并聯平臺的結構參數優(yōu)化,本文提出了一種基于多目標-多約束方法的結構參數優(yōu)化算法,通過該算法得到并聯平臺最優(yōu)的結構參數;對于并聯平臺的控制器設計,本文提出了基于速度前饋的位置控制方法和基于虛擬模型的力控制方法,并設計仿真實驗,驗證該方法的有效性。本文的主要內容如下:(1)簡述了六自由度并聯平臺的研究背景,國內外的發(fā)展現狀,結構參數優(yōu)化研究現狀,以及并聯平臺控制方法的研究現狀,并給出了論文的主要研究內容、創(chuàng)新點及章節(jié)安排。(2)并聯平臺的運動學建模。本文給出了六自由度并聯平臺的簡化結構圖并計算其自由度,依次求出并聯平臺的逆運動學、雅克比、正運動學。(3)并聯平臺的結構參數優(yōu)化。分析并聯平臺的工作空間和靈巧度,設計了一種基于多目標-多約束的并聯平臺結構參數優(yōu)化方法,根據并聯平臺的工作空間和靈巧度指標建立目標函數,分析結構參數優(yōu)化方法的約束條件,并借助蒙特卡洛法實現參數優(yōu)化過程。(4)并聯平臺的控制器設計。本文介紹了并聯平臺的軌跡規(guī)劃方法,提出了基于速度前饋的位置控制方法和基于虛擬模型的力控制方法,并根據這兩種控制方法分別設計并聯平臺的控制器。(5)并聯平臺的仿真實驗設計與分析。使用Webots仿真軟件搭建并聯平臺仿真模型,設計相關實驗,驗證了本文所設計的位置控制并聯平臺控制器和基于虛擬模型并聯平臺控制器的有效性。(6)總結本論文主要工作及創(chuàng)新點,分析不足之處,并對未來工作進行展望。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

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本文編號：1308174