平面3-RRR并联定位平台及控制系统设计

发布时间：2017-11-19 10:30

  本文关键词：平面3-RRR并联定位平台及控制系统设计

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【摘要】：三自由度并联定位平台作为一种典型的并联机构,具有广泛的应用前景。本文设计了一种平面3-RRR并联定位平台及其控制系统,为后续精密定位平台系统的研制以及振动抑制研究提供基础实验平台。首先,建立了平面3-RRR并联定位平台的运动学反解模型和运动学正解模型,通过Broyden法数值求解,基于一阶影响系数法研究了定位平台的奇异位形问题,推导了最大工作空间和定姿态工作空间的表达式,并分析了不同结构参数和转角下工作空间的变化规律。其次,通过理论建模和有限元仿真研究了定位平台主动杆和连杆的模态特性,得出了理论模型和有限元仿真的一致结果;分析了定位平台的模态特性及其在特定轨迹下的模态频率特性和和振型变化规律,给出了指导系统运动控制的有益建议。再次,建立了PC+运动控制卡+步进电机+检测系统的经济、开放式控制硬件系统,通过实验测试分析了驱动器细分倍数对步进电机振动特性的影响;设计了位置转角检测系统并推导了位置转角测算公式;利用Lab VIEW软件设计开发了控制系统,设计了闭环PID算法,提出了奇异规避的方法,结合模态分析结果,给出了系统的避振控制方法。最后,设计了定位平台的模态实验方案,测试了定位平台及其主动杆的模态特性,通过与仿真结果对比表明,前四阶固有频率误差均小于10%,仿真模型和实验模型分析结果基本吻合;通过实验测试了控制系统的轨迹跟踪性能,结果表明闭环控制下系统具备较好的轨迹跟踪性能。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112;TP273

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陶卫军;开放式三自由度并联机器人机构实验平台的研究和展望[J];机电一体化;2003年04期

2 陈江义;郝雪清;虞启辉;;含间隙铰链并联机构的动力学分析[J];郑州大学学报(工学版);2012年01期

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本文编号：1203271