一种无汇交轴线并联稳定平台的控制与标定
发布时间：2021-05-09 11:06
在海上,船只的晃动对海上作业设备和工作人员的日常工作会产生很大的影响,因此,舰船稳定平台一直受到大家的重视,而并联稳定平台因其自身的优势受到的关注也越来越多。稳定平台自身的精度和控制系统会极大的影响稳定效果。本文以一种无汇交轴线并联稳定平台为研究对象,基于运动控制器搭建了其运行控制系统,对其进行了零点标定和运动学标定,降低了机构的误差,提高机构的精度。具体研究内容如下:求解和验证了该稳定平台的运动学反解和运动学正解,对平台的运动路径进行了规划,搭建了稳定平台控制系统,为后续的标定奠定了基础运用空间矢量法建立了零点误差对末端姿态误差的映射,为后续的仿真和实验提供了理论模型;通过设定误差进行仿真,验证了映射模型的正确性。利用激光跟踪仪辅助零点标定实验,通过零点标定降低了稳定平台的误差。基于机构特性,建立了一种新的误差模型,降低了实验所需测点的数量。利用闭环运动链建立各参数误差对末端姿态误差的映射模型;分析了各标定参数误差,对平台姿态误差的影响,得出影响规律;利用激光跟踪仪测量位姿辅助标定实验,通过运动学标定进一步降低了平台的误差。利用4维电位计设计出一种无线控制手柄;利用MPU6050芯片...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 并联稳定平台的发展
1.3 稳定平台控制方法介绍
1.4 并联机构标定方法介绍
1.5 本文的主要研究内容
第2章 3-PRS并联稳定平台的运动学分析
2.1 引言
2.2 稳定平台姿态逆解及验证
2.2.1 稳定平台姿态逆解
2.2.2 运动平台姿态反解验证
2.3 稳定平台运动学正解
2.4 平台运动轨迹规划
2.4.1 T&T角下的平台轨迹规划
2.4.2 RPY角下的平台轨迹规划
2.5 控制系统的搭建
2.5.1 硬件设计
2.5.2 基于MFC的交互界面设计
2.5.3 基于MFC的控制系统控件功能的实现
2.6 本章小结
第3章 3-PRS并联稳定平台的零点标定
3.1 引言
3.2 零点误差建模
3.3 零点误差产生的影响
3.3.1 单位零点误差的影响
3.3.2 单位零点误差一般化仿真
3.4 算例仿真
3.4.1 最小二乘法
3.4.2 仿真流程
3.4.3 仿真结果分析
3.5 零点标定实验
3.6 简化测量数据的特殊误差模型
3.7 本章小结
第4章 3-PRS并联稳定平台的运动学标定
4.1 引言
4.2 3-PRS并联机构的结构参数及建模
4.2.1 正反解模型关键坐标点参数变化
4.2.2 3-PRS并联机构的运动学误差建模
4.3 运动学标定仿真
4.3.1 仿真设计
4.3.2 结构误差产生的影响
4.3.3 仿真流程及结果
4.4 综合标定误差模型的仿真及实验
4.4.1 综合标定误差模型的建立
4.4.2 综合标定仿真及实验结果
4.5 本章小结
第5章 3-PRS并联稳定平台的无线控制
5.1 引言
5.2 一种摇杆遥控控制器
5.3 无线控制研究
5.3.1 姿态采集模块
5.3.2 基于LabVIEW的数据采集系统
5.3.3 数据采集实验
5.4 样机跟随运动的研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶双轴稳定平台的控制系统研究[J]. 康永泽. 舰船科学技术. 2018(06)
[2]2RUS/2RRS并联机构及其运动学分析[J]. 耿明超,赵铁石,张灿果. 机械传动. 2018(02)
[3]基于末端转角误差的并联机器人零点标定方法[J]. 梅江平,贺媛,臧家炜. 机器人. 2018(05)
[4]轻小型惯性稳定平台位置环协同通信控制方法[J]. 贾媛,周向阳. 测绘科学. 2018(01)
[5]高低频复合驱动的并联调姿隔振平台的运动分析[J]. 赵星宇,赵铁石,云轩,田昕,李二伟,陈宇航. 机器人. 2018(01)
[6]混联自稳跟踪平台及控制系统设计与试验[J]. 陈立坡. 农业工程学报. 2018(01)
[7]船用波浪补偿稳定平台的稳定性研究[J]. 郭霆,刘芳华,孙石磊,卢道华,王天泽. 中国造船. 2017(04)
[8]一种解耦性1T2R并联舰载稳定平台运动学分析[J]. 田奥克,王勇,张晓南,白攀峰. 现代工业经济和信息化. 2017(07)
[9]3-UPS/S并联稳定平台满载工况误差分析与运动学标定[J]. 李玉昆,李永泉,佘亚中,张立杰. 中国机械工程. 2017(08)
[10]舰载光电经纬仪视轴稳定双速度环串级控制[J]. 郑天涯,高慧斌. 计算机仿真. 2017(03)
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]舰载激光武器稳定平台控制技术研究[D]. 郭立东.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]无汇交轴线三自由度并联转动平台的研究[D]. 黄坤.燕山大学 2016
[2]并联四自由度舰载稳定平台特性及控制研究[D]. 苏士如.燕山大学 2014
[3]高速并联机械人运动学标定方法研究[D]. 李毅.天津大学 2009
本文编号：3177195
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 并联稳定平台的发展
1.3 稳定平台控制方法介绍
1.4 并联机构标定方法介绍
1.5 本文的主要研究内容
第2章 3-PRS并联稳定平台的运动学分析
2.1 引言
2.2 稳定平台姿态逆解及验证
2.2.1 稳定平台姿态逆解
2.2.2 运动平台姿态反解验证
2.3 稳定平台运动学正解
2.4 平台运动轨迹规划
2.4.1 T&T角下的平台轨迹规划
2.4.2 RPY角下的平台轨迹规划
2.5 控制系统的搭建
2.5.1 硬件设计
2.5.2 基于MFC的交互界面设计
2.5.3 基于MFC的控制系统控件功能的实现
2.6 本章小结
第3章 3-PRS并联稳定平台的零点标定
3.1 引言
3.2 零点误差建模
3.3 零点误差产生的影响
3.3.1 单位零点误差的影响
3.3.2 单位零点误差一般化仿真
3.4 算例仿真
3.4.1 最小二乘法
3.4.2 仿真流程
3.4.3 仿真结果分析
3.5 零点标定实验
3.6 简化测量数据的特殊误差模型
3.7 本章小结
第4章 3-PRS并联稳定平台的运动学标定
4.1 引言
4.2 3-PRS并联机构的结构参数及建模
4.2.1 正反解模型关键坐标点参数变化
4.2.2 3-PRS并联机构的运动学误差建模
4.3 运动学标定仿真
4.3.1 仿真设计
4.3.2 结构误差产生的影响
4.3.3 仿真流程及结果
4.4 综合标定误差模型的仿真及实验
4.4.1 综合标定误差模型的建立
4.4.2 综合标定仿真及实验结果
4.5 本章小结
第5章 3-PRS并联稳定平台的无线控制
5.1 引言
5.2 一种摇杆遥控控制器
5.3 无线控制研究
5.3.1 姿态采集模块
5.3.2 基于LabVIEW的数据采集系统
5.3.3 数据采集实验
5.4 样机跟随运动的研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶双轴稳定平台的控制系统研究[J]. 康永泽. 舰船科学技术. 2018(06)
[2]2RUS/2RRS并联机构及其运动学分析[J]. 耿明超,赵铁石,张灿果. 机械传动. 2018(02)
[3]基于末端转角误差的并联机器人零点标定方法[J]. 梅江平,贺媛,臧家炜. 机器人. 2018(05)
[4]轻小型惯性稳定平台位置环协同通信控制方法[J]. 贾媛,周向阳. 测绘科学. 2018(01)
[5]高低频复合驱动的并联调姿隔振平台的运动分析[J]. 赵星宇,赵铁石,云轩,田昕,李二伟,陈宇航. 机器人. 2018(01)
[6]混联自稳跟踪平台及控制系统设计与试验[J]. 陈立坡. 农业工程学报. 2018(01)
[7]船用波浪补偿稳定平台的稳定性研究[J]. 郭霆,刘芳华,孙石磊,卢道华,王天泽. 中国造船. 2017(04)
[8]一种解耦性1T2R并联舰载稳定平台运动学分析[J]. 田奥克,王勇,张晓南,白攀峰. 现代工业经济和信息化. 2017(07)
[9]3-UPS/S并联稳定平台满载工况误差分析与运动学标定[J]. 李玉昆,李永泉,佘亚中,张立杰. 中国机械工程. 2017(08)
[10]舰载光电经纬仪视轴稳定双速度环串级控制[J]. 郑天涯,高慧斌. 计算机仿真. 2017(03)
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]舰载激光武器稳定平台控制技术研究[D]. 郭立东.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]无汇交轴线三自由度并联转动平台的研究[D]. 黄坤.燕山大学 2016
[2]并联四自由度舰载稳定平台特性及控制研究[D]. 苏士如.燕山大学 2014
[3]高速并联机械人运动学标定方法研究[D]. 李毅.天津大学 2009
本文编号：3177195
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