基于模拟工程车辆驾驶的Stewart平台振动与控制研究
发布时间：2022-02-12 22:56
针对大吨位装载机和双钢轮压路机驾驶室研发需求,本文以6-UPU Stewart平台为研究对象,通过模拟不同典型路况及工况下工程车辆驾驶情况,以验证在产品研发试制阶段人机操作舒适性,缩短驾驶室研发周期为目的,为主流工程车辆驾驶室研发提供研究平台。本课题以此为背景,从平台振动分析、运动学控制以及相关实验等方面展开研究,主要研究内容如下:首先,对运动模拟Stewart平台进行运动学验证,建立平台反解、速度、加速度模型,在此基础上,验证平台工作空间、速度与加速度能否满足运动模拟驾驶设计要求;通过分支刚度模型,得到了平台的刚度矩阵,为后续振动研究奠定基础。其次,建立运动模拟Stewart平台的振动模型,首先基于虚功原理的方法,考虑各关节的刚度、杆件及运动平台受载影响,建立运动模拟Stewart平台的动力学模型;考虑实际工况条件,对动力学模型进行简化,得到平台的振动模型;利用MATLAB软件进行辅助求解,计算出运动模拟Stewart平台在工作空间内的不同阶固有频率以及平台自由振动响应和受迫振动响应。再次,由于运动模拟Stewart平台运动范围有限,不能完全模拟工程车辆的运动状态,所以要依靠洗出滤波...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
早期并联机器人
的研究开始的比较晚，上个世纪九十年代，一台并联机构，如图 1-2 所示；从此之后，进行更全面的研究，研究领域也逐渐全面用于操作抓放的二自由度并联机器人b) Stewart 飞行模拟器并联机器人
图 1-4 五轴并联联动机床 图 1-5 六维力传感器图 1-6 并联医疗机器人 图 1-7 P-Lite Hexapod 并联机器人Stewart 平台是并联机构中典型的一种机构，由于其承载能力强、定位精度高，在航天军事、驾驶模拟等众多领域得到广泛应用[15-17]。图 1-8 为美国国家航天局练航天驾驶员使用的飞行模拟器；图 1-9 军事上所用的机枪系统稳定平台，为射证了准确度；图 1-10 所示是应用在娱乐场景的虚拟赛车驾驶座椅；图 1-11 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]液压伺服驱动3-UPS/S并联稳定平台振动响应分析[J]. 李玉昆,李永泉,万一心,强红宾,张立杰. 中国机械工程. 2019(04)
[2]三自由度并联机床动力学响应研究[J]. 董旭,高铁红. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[3]用虚功原理解静力学难题[J]. 周碧华. 物理教学. 2018(10)
[4]倍福:5G+工业自动化 让未来智慧工厂触手可及[J]. 秦牧. 今日制造与升级. 2018(10)
[5]一种改进的Stewart平台Newton-Euler动力学模型[J]. 何兆麒,薛冬新,张娟,宋希庚. 振动与冲击. 2018(09)
[6]Stewart平台多能域系统动力学全解建模与实验[J]. 李永泉,刘天旭,王立捷,张立杰,程雪利. 农业机械学报. 2018(04)
[7](2PRR)2+R平面并联机构的刚度与固有频率[J]. 张东胜,许允斗,姚建涛,赵永生. 光学精密工程. 2017(11)
[8]基于虚功原理的Stewart-Gough型并联机构的逆动力学研究[J]. 高刚毅,姜全新,陈畅子. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]三环直流伺服控制系统的设计与仿真[J]. 赵竹青. 自动化与仪器仪表. 2017(04)
[10]基于并联构型的飞机装配调姿定位机构精度研究[J]. 王伟,张春亮,白新宇,丁力平. 航空制造技术. 2017(Z1)
博士论文
[1]电液驱动3-UPS/S并联稳定平台机构优化及动力学模型研究[D]. 郭菲.燕山大学 2016
[2]六自由度运动模拟平台的分析及结构参数的优化[D]. 刘国军.哈尔滨工业大学 2014
[3]球面2-DOF并联机构的理论分析与实验研究[D]. 李永泉.燕山大学 2012
硕士论文
[1]基于Stewart结构的六自由度并联稳定平台技术研究[D]. 高建峰.山东大学 2018
[2]轮式拖拉机驾驶模拟器关键部件的设计与研究[D]. 常传义.黑龙江八一农垦大学 2017
[3]折页式三自由度并联机构结构优化与固有频率研究[D]. 蔡云飞.哈尔滨工业大学 2017
[4]被动式Stewart隔振平台的隔振性能仿真研究[D]. 唐小斌.兰州理工大学 2017
[5]并联微定位平台结构优化及位姿检测系统研究[D]. 荆龙宾.中国航天科技集团公司第一研究院 2017
[6]新型3-PUU空间并联机器人运动控制研究[D]. 吴海燕.重庆大学 2016
[7]并联三自由度振动台优化设计与动态特性研究[D]. 李忠杰.燕山大学 2015
[8]3-UPS/S样机性能分析及运动规划研究[D]. 马亚磊.燕山大学 2015
[9]C形龙门架并联铣床刚度与动态特性研究[D]. 果金龙.南京理工大学 2015
[10]基于并联机构的稳定平台建模与控制[D]. 刘义德.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3622535
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
早期并联机器人
的研究开始的比较晚，上个世纪九十年代，一台并联机构，如图 1-2 所示；从此之后，进行更全面的研究，研究领域也逐渐全面用于操作抓放的二自由度并联机器人b) Stewart 飞行模拟器并联机器人
图 1-4 五轴并联联动机床 图 1-5 六维力传感器图 1-6 并联医疗机器人 图 1-7 P-Lite Hexapod 并联机器人Stewart 平台是并联机构中典型的一种机构，由于其承载能力强、定位精度高，在航天军事、驾驶模拟等众多领域得到广泛应用[15-17]。图 1-8 为美国国家航天局练航天驾驶员使用的飞行模拟器；图 1-9 军事上所用的机枪系统稳定平台，为射证了准确度；图 1-10 所示是应用在娱乐场景的虚拟赛车驾驶座椅；图 1-11 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]液压伺服驱动3-UPS/S并联稳定平台振动响应分析[J]. 李玉昆,李永泉,万一心,强红宾,张立杰. 中国机械工程. 2019(04)
[2]三自由度并联机床动力学响应研究[J]. 董旭,高铁红. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[3]用虚功原理解静力学难题[J]. 周碧华. 物理教学. 2018(10)
[4]倍福:5G+工业自动化 让未来智慧工厂触手可及[J]. 秦牧. 今日制造与升级. 2018(10)
[5]一种改进的Stewart平台Newton-Euler动力学模型[J]. 何兆麒,薛冬新,张娟,宋希庚. 振动与冲击. 2018(09)
[6]Stewart平台多能域系统动力学全解建模与实验[J]. 李永泉,刘天旭,王立捷,张立杰,程雪利. 农业机械学报. 2018(04)
[7](2PRR)2+R平面并联机构的刚度与固有频率[J]. 张东胜,许允斗,姚建涛,赵永生. 光学精密工程. 2017(11)
[8]基于虚功原理的Stewart-Gough型并联机构的逆动力学研究[J]. 高刚毅,姜全新,陈畅子. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]三环直流伺服控制系统的设计与仿真[J]. 赵竹青. 自动化与仪器仪表. 2017(04)
[10]基于并联构型的飞机装配调姿定位机构精度研究[J]. 王伟,张春亮,白新宇,丁力平. 航空制造技术. 2017(Z1)
博士论文
[1]电液驱动3-UPS/S并联稳定平台机构优化及动力学模型研究[D]. 郭菲.燕山大学 2016
[2]六自由度运动模拟平台的分析及结构参数的优化[D]. 刘国军.哈尔滨工业大学 2014
[3]球面2-DOF并联机构的理论分析与实验研究[D]. 李永泉.燕山大学 2012
硕士论文
[1]基于Stewart结构的六自由度并联稳定平台技术研究[D]. 高建峰.山东大学 2018
[2]轮式拖拉机驾驶模拟器关键部件的设计与研究[D]. 常传义.黑龙江八一农垦大学 2017
[3]折页式三自由度并联机构结构优化与固有频率研究[D]. 蔡云飞.哈尔滨工业大学 2017
[4]被动式Stewart隔振平台的隔振性能仿真研究[D]. 唐小斌.兰州理工大学 2017
[5]并联微定位平台结构优化及位姿检测系统研究[D]. 荆龙宾.中国航天科技集团公司第一研究院 2017
[6]新型3-PUU空间并联机器人运动控制研究[D]. 吴海燕.重庆大学 2016
[7]并联三自由度振动台优化设计与动态特性研究[D]. 李忠杰.燕山大学 2015
[8]3-UPS/S样机性能分析及运动规划研究[D]. 马亚磊.燕山大学 2015
[9]C形龙门架并联铣床刚度与动态特性研究[D]. 果金龙.南京理工大学 2015
[10]基于并联机构的稳定平台建模与控制[D]. 刘义德.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3622535
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