本文關(guān)鍵詞：空間柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)半物理仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著空間技術(shù)的發(fā)展,未來將有大量的空間任務(wù)需要完成。在高溫差、高輻射的高危太空環(huán)境下,空間柔性機(jī)械臂可以協(xié)助人類完成各項(xiàng)空間操作任務(wù)。動(dòng)態(tài)特性是空間柔性機(jī)械臂設(shè)計(jì)和制造最重要的指標(biāo)之一。機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)響應(yīng)可以通過大量的地面試驗(yàn)測(cè)試得到,但是地面試驗(yàn)的成本高昂;也可以通過數(shù)值仿真進(jìn)行驗(yàn)證,但數(shù)值模型需要對(duì)真實(shí)機(jī)械臂進(jìn)行一些假設(shè)和簡化,使得數(shù)值仿真結(jié)果說服力和可靠性較低。半物理仿真技術(shù)是一種硬件在回路仿真技術(shù),它把實(shí)物利用計(jì)算機(jī)接口嵌入到軟件環(huán)境中并要求系統(tǒng)的軟件和硬件實(shí)時(shí)運(yùn)行。由于將部分實(shí)物放在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行考察,半物理仿真克服了建模不準(zhǔn)的誤差,避免了復(fù)雜系統(tǒng)建模的困難。本文基于RT-LAB半物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)空間柔性機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究,論文的主要完成的工作如下:1.對(duì)RT-LAB實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的操作方法及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了介紹,完成了電動(dòng)舵機(jī)的控制方案和仿真模型的建立,利用RT-LAB系統(tǒng)完成了電動(dòng)舵機(jī)實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)。2.設(shè)計(jì)并搭建了基于RT-LAB的柔性機(jī)械臂半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在MATLAB/Simulink環(huán)境下開發(fā)了機(jī)械臂控制系統(tǒng)模型,完成了柔性機(jī)械臂半物理仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試,通過高速相機(jī)系統(tǒng)對(duì)機(jī)械臂位移結(jié)果信息進(jìn)行了采集。3.基于自然坐標(biāo)方法和絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法建立了柔性機(jī)械臂多體動(dòng)力學(xué)模型,為了驗(yàn)證數(shù)值模型的正確性,將數(shù)值仿真結(jié)果與半物理仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。
【關(guān)鍵詞】：半物理仿真 柔性機(jī)械臂 RT-LAB 電動(dòng)舵機(jī) 絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題來源、研究背景10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-18
• 1.2.1 空間機(jī)械臂國內(nèi)外研究概況11-13
• 1.2.2 半物理仿真技術(shù)簡介及國內(nèi)外研究概況13-17
• 1.2.3 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)國內(nèi)外研究概況17-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)18-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容18
• 1.3.2 本文的體系結(jié)構(gòu)18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)20-27
• 2.1 RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)簡介20-21
• 2.1.1 RT-LAB系統(tǒng)的組成20-21
• 2.2 RT-LAB工作原理21-26
• 2.2.1 RT-LAB工作原理21-24
• 2.2.2 RT-LAB操作規(guī)則24-25
• 2.2.3 RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)分析25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 電動(dòng)舵機(jī)實(shí)時(shí)仿真分析27-39
• 3.1 電動(dòng)舵機(jī)研究背景27-28
• 3.2 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)介紹28-31
• 3.2.1 電動(dòng)舵機(jī)結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2.2 電動(dòng)舵機(jī)工作原理29
• 3.2.3 電動(dòng)舵機(jī)經(jīng)典PID控制策略29-31
• 3.3 無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速模型31-35
• 3.3.1 直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.3.2 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.4 雙閉環(huán)調(diào)速Simulink模型34-35
• 3.4 離線與實(shí)時(shí)仿真結(jié)果與分析35-37
• 3.4.1 無刷直流電動(dòng)舵機(jī)離線仿真結(jié)果35-36
• 3.4.2 無刷直流電動(dòng)舵機(jī)實(shí)時(shí)仿真結(jié)果36-37
• 3.5 問題與解決方法37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于RT-LAB的空間機(jī)械臂半物理仿真實(shí)驗(yàn)39-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)39-41
• 4.1.1 設(shè)備選型與介紹39-41
• 4.2 半物理仿真實(shí)驗(yàn)41-49
• 4.2.1 控制器模型建立41-43
• 4.2.2 I/O設(shè)置43-48
• 4.2.3 實(shí)現(xiàn)半物理仿真48-49
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果采集49-55
• 4.3.1 轉(zhuǎn)角信息實(shí)時(shí)采集49-50
• 4.3.2 機(jī)械臂位置信息采集50-55
• 4.4 柔性機(jī)械臂數(shù)值仿真與半物理仿真對(duì)比55-60
• 4.4.1 基于自然坐標(biāo)方法描述的剛體單元55-57
• 4.4.2 基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法描述的完整梁單元57-58
• 4.4.3 數(shù)值仿真結(jié)果與半物理仿真結(jié)果對(duì)比與分析58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 主要研究結(jié)論61
• 5.2 研究展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張慶,王華坤,張世琪;組合柔性機(jī)械臂變形及滯遲特性分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2005年05期

2 劉廣瑞;柔性機(jī)械臂振動(dòng)控制研究[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2005年03期

3 張雪蓮;潘鐵強(qiáng);;柔性機(jī)械臂控制方法的研究[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2006年09期

4 崔玲麗;張建宇;高立新;肖志權(quán);;柔性機(jī)械臂系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模的研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年06期

5 李坤;，

本文編號(hào)：265185