基于并联六自由度电液伺服机构的单自由度力控制研究

发布时间：2021-06-23 21:47

　　并联六自由度机构因其承载能力强、结构刚度好、响应快和控制精度高等一系列突出优点而在飞行模拟器、空间对接模拟、驾驶模拟训练、船载和车载运动模拟等领域得到了广泛应用。目前研究并联六自由度机构的输出通常为位姿，而将输出作为力的却很少，尤其是将其用于广义加载方面，尚未见到相关研究的报道。针对这一领域的空白和实际的需求，本文将并联六自由度电液伺服机构输出看作广义力而不是位姿进行伺服控制，对其单自由度力控制进行探索性研究，这在国内外都是一种新的尝试。论文研究了并联六自由度机构力加载系统的原理和结构；系统分析了单自由度力控制原理和控制方法；设计并建立了基于并联六自曲度电液伺服机构的单自由度力控制实验系统并进行了实验研究。主要内容如下： 第一章概述了国内外并联六自由度机构的发展和研究状况，阐述本课题的研究意义和背景，给出本论文所要开展的主要研究工作。 第二章阐述了基于并联六自由度机构的广义加载系统的原理和结构。对力学模型进行理论研究，推导出并联六自由度机构的广义输出力公式，分析了广义输出力的影响因素，并针对并联六自由度机构单自由度力加载特性进行了研究分析。 第三章提出了并联机构的单缸... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 并联六自由度机构研究发展与应用概况
        1.1.1 国内外研究概况
        1.1.2 应用前景介绍
    1.2 并联六自由度机构力控制概述
        1.2.1 机器人力控制概述
        1.2.2 并联六自由度机构力控制研究现状
    1.3 课题研究背景及研究内容
        1.3.1 研究背景及意义
        1.3.2 研究目标
        1.3.3 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 基于并联六自由度机构的广义加载系统原理
    2.1 基于并联六自由度机构的广义加载系统原理
        2.1.1 基于并联六自由度机构的广义加载系统原理
        2.1.2 基于并联六自由度机构的单自由度加载系统原理
    2.2 并联六自由度机构力学模型分析
    2.3 并联六自由度机构广义输出力公式
    2.4 并联六自由度机构广义输出力影响因素
    2.5 并联六自由度机构单自由度力加载特性分析
        2.5.1 单自由度静力加载特性分析
        2.5.2 单自由度恒力加载特性分析
    2.6 本章小结
第三章 并联六自由度机构力控制方法与数学模型
    3.1 并联六自由度电液伺服机构单自由度力控制方法
        3.1.1 基于单缸力小闭环的单自由度力控制方法
        3.1.2 基于输出力大闭环的单自由度力控制方法
    3.2 单缸力控制系统数学模型
        3.2.1 对称阀控非对称缸系统原理
        3.2.2 对称阀控非对称缸力控制系统的数学模型
    3.3 本章小结
第四章 并联六自由度机构力控制系统仿真研究
    4.1 单缸力控制系统仿真分析
        4.1.1 仿真模型
        4.1.2 仿真参数确定
        4.1.3 控制特性分析
        4.1.4 系统泄漏的影响
        4.1.5 系统油液弹性模量的影响
        4.1.6 不同系统压力下的控制特性
        4.1.7 液压缸位移变化的影响
    4.2 基于单缸力小闭环的单自由度力控制系统仿真分析
        4.2.1 仿真模型
        4.2.2 控制特性分析
        4.2.3 不同系统压力下的控制特性
    4.3 基于输出力大闭环的单自由度力控制系统仿真分析
        4.3.1 单自由度力闭环的控制系统仿真
            4.3.1.1 仿真模型
            4.3.1.2 控制特性分析
        4.3.2 广义力全闭环的控制系统仿真
            4.3.2.1 仿真模型
            4.3.2.2 控制特性分析
    4.4 本章小结
第五章 并联六自由度机构单自由度力控制实验研究
    5.1 实验内容和目标
    5.2 并联六自由度机构单自由度力控制实验系统简介
        5.2.1 硬件部分简介
        5.2.2 软件部分简介
    5.3 单缸力控制实验研究
        5.3.1 实验系统简介
        5.3.2 实验参数和控制策略的选择
        5.3.3 比例控制特性
        5.3.4 比例积分控制特性
        5.3.5 加入微分控制特性
        5.3.6 阀开口对压力控制变化影响
        5.3.7 对称阀控非对称缸数字补偿对压力控制影响
        5.3.8 不同系统压力下的控制特性
        5.3.9 斜坡、正弦信号输入控制特性
        5.3.10 单缸力控制实验小结
    5.4 基于单缸力小闭环的单自由度力控制实验研究
        5.4.1 实验简介
        5.4.2 控制策略研究
        5.4.3 控制特性
        5.4.4 不同系统压力下力控制影响
    5.5 基于输出力大闭环的单自由度力控制实验研究
        5.5.1 实验简介
        5.5.2 单自由度力闭环控制特性
        5.5.3 广义力全闭环控制特性
        5.5.4 不同系统压力下控制策略
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表和录用的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]6-DOF并联机器人新型力感觉系统静力学分析[J]. 孙立宁,于凌涛,杜志江,祝宇虹.  哈尔滨工业大学学报. 2004(08)
[2]发展中的新式制造业加工装备-并联机床[J]. 储开宇.  煤矿机械. 2004(08)
[3]并联机器人位姿误差分析[J]. 于大泳,韩俊伟,李洪人.  哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2004(03)
[4]6-SPS并联机器人工作空间研究[J]. 詹友基,贾敏忠.  福建工程学院学报. 2004(02)
[5]液压六自由度并联机器人控制策略的研究[J]. 杨灏泉,赵克定,吴盛林.  机器人. 2004(03)
[6]并联机器人的研究现状与展望[J]. 刘阳,冯宝富,蔡光起.  机床与液压. 2004(03)
[7]运动模拟器控制系统的设计和实验研究[J]. 吴博,吴盛林,杨灏泉,董延良.  液压与气动. 2004(02)
[8]6-SPS并联机器人的奇异位形分析[J]. 赵迎祥,鲁开讲.  机械设计. 2003(09)
[9]六杆并联机器人模态实验与动力学特性分析[J]. 韩清凯,于涛,杜戊,宫照民,闻邦椿.  振动工程学报. 2003(03)
[10]结构尺寸变化对6-SPS并联机器人精度的影响[J]. 赵永杰,赵新华.  机械设计与研究. 2003(04)

硕士论文
[1]基于Visual C++开发的并联六自由度平台测控系统[D]. 张兰芳.浙江大学 2002



本文编号：3245706