受控五杆机构运动动力学分析及控制系统研究

发布时间：2020-05-16 12:57

【摘要】：受控连杆机构是指一个或若干个原动件受计算机控制，从而使机构精确实现任意给定运动并具有智能化的一类机构。精确实现任意给定运动是机构学领域具有重要实际意义的一大难点，受控机构与受控机构学的研究正是应这一要求而兴起的。具有一个受控原动件的平面受控五杆机构是一个两自由度机构，让其中一个原动件做匀速运动，而控制另一个原动件使其按给定运动的要求作补偿运动，，从而达到精确实现任意给定运动的目的。本文以精确实现任意给定运动为目的，对受控五杆机构进行了以下几个方面的研究： 1 受控五杆机构运动动力学分析 忽略杆件的弹性变形，运动副之间的摩擦、间隙，采用解析法对受控五杆机构进行运动分析。在对机构运动分析的基础上，建立了基于拉格朗日方程的系统动力学模型，并利用此模型求得了主动件在一定转速下所需的平衡力矩以及受控原动件移动所需的推力； 2 受控五杆机构控制系统的研究 此机构采用电气驱动，控制方案采用PC机+Turbo PMAC(1)运动控制器。利用经典的PID控制算法，通过调节PID参数实现了交流伺服电机和直线电机的协调运动； 3 四杆机构和受控五杆机构输出轨迹的实验 在初始四杆机构的基础上，引入不同的补偿运动获得了不同的输出轨迹，从而从实验上说明了受控五杆机构可以精确实现任意给定运动。
【图文】：

主要参数如下:峰值推力:2027N连续推力:293.2N推力与速度关系曲线如图3.2所示。2100180015001200900600N、举只3QQJ速度/m.s一，图3.2直线电机速度与推力关系图根据第二章的分析与计算可求得补偿运动的速度与受控原动件移动所需推力的关系曲线如图3.3所示。

式(3一1)中毛:各转动件的转动惯量，kg.m“叱:各转动件的角速度，:ad/smi:各移动件的质量，kgvi:各移动件的速度冲阳。:伺服电机的角速度，rad阳5机电时间常数所谓机电时间常数是指在额定激磁电压和空载情况下，加以阶跃的额定控制电压，机由静止状态加速到空载转速63.2%示所需的时间。它使用来衡量电机的反应速，该值越小，说明反映越快速灵敏。通常交流伺服电机的机电时间常数应小于0.03。通过以上分析，现选用日本安川的艺H系列的SGMGH一75A〔认型交流伺服电机，配伺服驱动器型号为SGDM一75ADA。AC伺服电机的额定值和有关参数:
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH112

【引证文献】

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本文编号：2666768