数字阀控缸运动平台设计及特性研究
发布时间：2021-04-28 07:22
六自由度运动平台是一个空间并联机构,由上下两个平台,和六个可伸缩的执行器及它们之间的连接铰链构成,下平台通常为固定平台,上平台为负载动动平台,通过控制六个执行器的运动参数来实现对上平台的六自由度运动控制。六自由运动平台具有结构简单、刚度好、定位精度高、动态响应快等优良特性,特别适用于高精度、大载荷且工作空间较小的场合,因此广泛应用于并联机床,运动模拟器,精密定位平台等方面。本课题旨在设计一种采用步进电机作为电-机信号转换装置的数字阀控缸为执行器的六自由度运动平台。在对六自由度运动平台结构和运动分析的基础上,经过调研,查阅相关资料,完成了数字阀控缸的设计,利用AMESim与Simulink软件分别建立了数字阀控缸的模型和控制器模型,进行联合仿真,仿真取得满意效果。针对设计的数字阀控缸及平台的运动要求,完成了单片机控制器的硬件和软件设计,达到了对大功率运动平台的控制要求。为了验证六自由度运动平台的预定运动要求与负载要求,利用Pro/E软件建立了六自由度运动平台的虚拟样机,通过Mechanism/Pro接口,在ADAMS中进行运动干涉检测,样机模型能够达到预定的六自由度运动要求而不发生干涉。...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 概述
1.2 国内外研究现状及其发展趋势
1.2.1 国外并联六自由度运动平台的发展状况
1.2.2 国内并联六自由度运动平台的发展状况
1.3 课题研究的目的与意义
1.4 本文的研究内容
1.5 小结
第二章 数字阀控缸运动平台组成与运动分析
2.1 平台主要技术性能与几何尺寸
2.2 铰链的设计
2.3 运动平台自由度分析
2.4 坐标系的建立
2.4.1 欧拉角坐标系
2.4.2 运动平台的位置反解
2.5 小结
第三章 数字阀控缸的主体设计
3.1 数字阀控缸概述
3.2 数字阀控缸的组成和工作原理
3.3 液压缸的主要尺寸设计计算
3.3.1 液压缸总机械载荷计算
3.3.2 液压缸的主要结构尺寸
3.3.3 液压缸的安装方式
3.4 数字阀设计
3.4.1 三通阀主体设计
3.4.2 丝杠-螺母副设计
3.4.3 步进电机的选取
3.5 小结
第四章 数字阀控缸运动平台控制方案研究
4.1 控制方案的选取
4.1.1 步进电机主要控制方法
4.1.2 选择单片机对步进电机控制
4.1.3 AT89C51 简介
4.2 控制系统总体方案设计
4.3 硬件电路设计
4.3.1 电源模块
4.3.2 单片机控制模块
4.3.3 L297/L298 步进电机驱动模块
4.3.4 总控制电路硬件图
4.4 软件设计
4.5 小结
第五章 基于AMESim 与Simulink 的阀控缸联合仿真
5.1 AMESim 软件简介
5.2 阀控缸系统仿真
5.2.1 阀控液压缸模型的建立
5.2.2 AMESim 与 Simulink 联合仿真
5.3 小结
第六章 基于ADAMS 运动平台的建模与仿真
6.1 ADAMS 软件简介
6.2 运动平台模型的建立
6.3 运动平台的运动仿真实现
6.3.1 Pro/E 和 ADAMS 的接口 Mechanism/Pro
6.3.2 定义约束及运动
6.3.3 运动仿真的实现
6.4 小结
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMIS30522的步进电机控制器设计及实现[J]. 郭丽霞. 自动化与仪表. 2009(08)
[2]六自由度运动平台的仿真研究[J]. 杨永立. 工程机械文摘. 2009(01)
[3]基于L297/298的步进电机工作模式的单片机接口[J]. 向海健. 微计算机信息. 2007(26)
[4]基于AMESim与Matlab\Simulink联合仿真技术的接口与应用研究[J]. 江玲玲,张俊俊. 通用机械. 2007(09)
[5]基于L297的两相步进电机驱动器[J]. 潘海燕,姚朝霞. 机电工程. 2007(04)
[6]并联机器人球铰链的仿真设计[J]. 高金莲,韩英强,李波,张小俊,刘更谦. 机械设计. 2007(02)
[7]基于AMESim与Matlab/Simulink联合仿真技术的电液伺服系统减振研究[J]. 陈宏亮,李华聪. 机床与液压. 2006(06)
[8]基于单片机的步进电机开环控制系统[J]. 房玉明,杭柏林. 电机与控制应用. 2006(04)
[9]AMESim与Matlab/Simulink联合仿真接口技术应用研究[J]. 陈宏亮,李华聪. 流体传动与控制. 2006(01)
[10]AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真技术及应用[J]. 李谨,邓卫华. 情报指挥控制系统与仿真技术. 2004(05)
硕士论文
[1]六自由度Stewart平台运动学参数的计算和试验研究[D]. 徐文辉.哈尔滨工业大学 2006
[2]六自由度摇摆台动力学仿真及优化[D]. 何立波.哈尔滨工业大学 2006
[3]两相混合式步进电机细分驱动控制器的研究[D]. 孙宏刚.华中科技大学 2006
[4]六自由度并联机构Stewart平台的动力学建模与仿真[D]. 徐鹏.重庆大学 2005
[5]六自由度运动平台伺服系统研究[D]. 高峰.华中科技大学 2004
本文编号：3165067
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 概述
1.2 国内外研究现状及其发展趋势
1.2.1 国外并联六自由度运动平台的发展状况
1.2.2 国内并联六自由度运动平台的发展状况
1.3 课题研究的目的与意义
1.4 本文的研究内容
1.5 小结
第二章 数字阀控缸运动平台组成与运动分析
2.1 平台主要技术性能与几何尺寸
2.2 铰链的设计
2.3 运动平台自由度分析
2.4 坐标系的建立
2.4.1 欧拉角坐标系
2.4.2 运动平台的位置反解
2.5 小结
第三章 数字阀控缸的主体设计
3.1 数字阀控缸概述
3.2 数字阀控缸的组成和工作原理
3.3 液压缸的主要尺寸设计计算
3.3.1 液压缸总机械载荷计算
3.3.2 液压缸的主要结构尺寸
3.3.3 液压缸的安装方式
3.4 数字阀设计
3.4.1 三通阀主体设计
3.4.2 丝杠-螺母副设计
3.4.3 步进电机的选取
3.5 小结
第四章 数字阀控缸运动平台控制方案研究
4.1 控制方案的选取
4.1.1 步进电机主要控制方法
4.1.2 选择单片机对步进电机控制
4.1.3 AT89C51 简介
4.2 控制系统总体方案设计
4.3 硬件电路设计
4.3.1 电源模块
4.3.2 单片机控制模块
4.3.3 L297/L298 步进电机驱动模块
4.3.4 总控制电路硬件图
4.4 软件设计
4.5 小结
第五章 基于AMESim 与Simulink 的阀控缸联合仿真
5.1 AMESim 软件简介
5.2 阀控缸系统仿真
5.2.1 阀控液压缸模型的建立
5.2.2 AMESim 与 Simulink 联合仿真
5.3 小结
第六章 基于ADAMS 运动平台的建模与仿真
6.1 ADAMS 软件简介
6.2 运动平台模型的建立
6.3 运动平台的运动仿真实现
6.3.1 Pro/E 和 ADAMS 的接口 Mechanism/Pro
6.3.2 定义约束及运动
6.3.3 运动仿真的实现
6.4 小结
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMIS30522的步进电机控制器设计及实现[J]. 郭丽霞. 自动化与仪表. 2009(08)
[2]六自由度运动平台的仿真研究[J]. 杨永立. 工程机械文摘. 2009(01)
[3]基于L297/298的步进电机工作模式的单片机接口[J]. 向海健. 微计算机信息. 2007(26)
[4]基于AMESim与Matlab\Simulink联合仿真技术的接口与应用研究[J]. 江玲玲,张俊俊. 通用机械. 2007(09)
[5]基于L297的两相步进电机驱动器[J]. 潘海燕,姚朝霞. 机电工程. 2007(04)
[6]并联机器人球铰链的仿真设计[J]. 高金莲,韩英强,李波,张小俊,刘更谦. 机械设计. 2007(02)
[7]基于AMESim与Matlab/Simulink联合仿真技术的电液伺服系统减振研究[J]. 陈宏亮,李华聪. 机床与液压. 2006(06)
[8]基于单片机的步进电机开环控制系统[J]. 房玉明,杭柏林. 电机与控制应用. 2006(04)
[9]AMESim与Matlab/Simulink联合仿真接口技术应用研究[J]. 陈宏亮,李华聪. 流体传动与控制. 2006(01)
[10]AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真技术及应用[J]. 李谨,邓卫华. 情报指挥控制系统与仿真技术. 2004(05)
硕士论文
[1]六自由度Stewart平台运动学参数的计算和试验研究[D]. 徐文辉.哈尔滨工业大学 2006
[2]六自由度摇摆台动力学仿真及优化[D]. 何立波.哈尔滨工业大学 2006
[3]两相混合式步进电机细分驱动控制器的研究[D]. 孙宏刚.华中科技大学 2006
[4]六自由度并联机构Stewart平台的动力学建模与仿真[D]. 徐鹏.重庆大学 2005
[5]六自由度运动平台伺服系统研究[D]. 高峰.华中科技大学 2004
本文编号：3165067
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3165067.html
