混合驱动机构轨迹控制理论与实验研究
发布时间：2021-07-09 07:28
混合驱动机构弥补了传统机械装置缺乏柔性和全伺服机械系统因柔性过大而造成浪费严重的缺点,较为理想地解决了机械柔性化和保持高速、高效、高负载之间的矛盾,是目前机构学领域研究的热点。本文在对平面闭链五杆机构进行运动学和逆运动学分析基础上,研究了混合驱动机构的复杂轨迹控制问题。主要研究内容如下:对平面闭链五杆机构进行了正、逆运动学分析,研究了机构输入参数对输出运动轨迹的影响,提出了一种确定机构原动件输入运动规律的方法。应用机构动态静力分析理论,提出了一种在机构构件尺寸和原动件运动规律已知情况下,计算两原动件驱动力矩的方法;应用langrange方程建立了平面闭链五杆机构的动力学模型,通过算例仿真计算,验证了该方法的正确性。确定了混合驱动五杆机构驱动系统的控制方案,对相关硬件进行了选取;采用VC++语言开发了相应的控制软件;设计了参数优化PID控制器和模糊自整定PID控制器,并将其应用于交流伺服电机输出规律的控制,对两种控制器的控制效果进行了实例仿真。设计了混合驱动五杆机构轨迹控制实验台;采用参数优化PID策略控制伺服电机的输出,实验结果显示:对伺服电机进行控制后,机构生成轨迹精度明显提高;最后...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五杆机构简图
图 2-3 混合驱动五杆机构运动学仿真软件界面 Kinematical simulation software interface of hybrid-driven fiv构分析算例所示混合驱动五杆机构为实验载体，设五杆机；2BC = l = 250mm；3CD = l = 250mm；m。其中杆 AB 由常速电机驱动做恒转速运动，杆 D构以 C 点为输出点。分别研究五杆机构两原动件的输运动的影响。入运动规律对机构输出轨迹的影响机构两原动件的角位移变化规律为4 1 1θ =θ +sin( θ )+1= 0 rad、4θ = 1 rad时（如图 2-4），输出点 C 的运动-5、2-6、2-7 所示，图 2-4 反映了平面五杆机构两原表示杆 AB 角位移1θ ，纵坐标表示杆 DE 角位移4θ 。动轨迹，横坐标与纵坐标分别表示 C 点在坐标系xA
图 2-4 角位移1θ 和4θ 关系图 图 2-5 C 点轨迹Fig 2-4 Relation of angular displacement1θ and4θ Fig 2-5Track of point C图 2-6 杆 AB 角速度 图 2-7 杆 DE 角速度Fig 2-6 Angular velocity of bar AB Fig 2-7 Angular velocity of bar DE
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊自整定PID控制器的设计及其应用[J]. 吴振顺,姚建均,岳东海. 哈尔滨工业大学学报. 2004(11)
[2]基于松下交流伺服系统的位置环MATLAB仿真[J]. 舒志兵,浦晨岚,陈先锋. 河北科技大学学报. 2004(03)
[3]混合驱动可控机构的研究现状及发展趋势[J]. 李学刚,黄永强,冯立艳. 河北理工学院学报. 2004(03)
[4]受控平面五杆机构轨迹实验台的设计[J]. 潘莉,孔建益,杨金堂,王朝晖,朱国荣,郭爱华. 机械传动. 2004(03)
[5]混合驱动可控机构的研究进展[J]. 李辉,张宇平. 石家庄铁路工程职业技术学院学报. 2004(01)
[6]平面五杆可控机构运动性能和误差的研究[J]. 方益奇,孙怀安,夏爱宏. 机械设计. 2003(10)
[7]交流位置伺服系统PID控制方法实现[J]. 丁锋,林廷圻,丁锋,屈明昌. 电子机械工程. 2003(01)
[8]面向控制的机构结构和质量分配设计[J]. 谢维,谢进,陈永. 机械设计与研究. 2003(01)
[9]混合驱动平面两自由度五杆机构的完全分类[J]. 方新国,邹慧君,周双林. 机械科学与技术. 2003(01)
[10]混合驱动五杆机构的轨迹规划[J]. 马承文,邹慧君,方新国. 上海交通大学学报. 2003(01)
博士论文
[1]混合驱动可控压力机的基础理论研究[D]. 李辉.天津大学 2003
本文编号：3273312
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五杆机构简图
图 2-3 混合驱动五杆机构运动学仿真软件界面 Kinematical simulation software interface of hybrid-driven fiv构分析算例所示混合驱动五杆机构为实验载体，设五杆机；2BC = l = 250mm；3CD = l = 250mm；m。其中杆 AB 由常速电机驱动做恒转速运动，杆 D构以 C 点为输出点。分别研究五杆机构两原动件的输运动的影响。入运动规律对机构输出轨迹的影响机构两原动件的角位移变化规律为4 1 1θ =θ +sin( θ )+1= 0 rad、4θ = 1 rad时（如图 2-4），输出点 C 的运动-5、2-6、2-7 所示，图 2-4 反映了平面五杆机构两原表示杆 AB 角位移1θ ，纵坐标表示杆 DE 角位移4θ 。动轨迹，横坐标与纵坐标分别表示 C 点在坐标系xA
图 2-4 角位移1θ 和4θ 关系图 图 2-5 C 点轨迹Fig 2-4 Relation of angular displacement1θ and4θ Fig 2-5Track of point C图 2-6 杆 AB 角速度 图 2-7 杆 DE 角速度Fig 2-6 Angular velocity of bar AB Fig 2-7 Angular velocity of bar DE
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊自整定PID控制器的设计及其应用[J]. 吴振顺,姚建均,岳东海. 哈尔滨工业大学学报. 2004(11)
[2]基于松下交流伺服系统的位置环MATLAB仿真[J]. 舒志兵,浦晨岚,陈先锋. 河北科技大学学报. 2004(03)
[3]混合驱动可控机构的研究现状及发展趋势[J]. 李学刚,黄永强,冯立艳. 河北理工学院学报. 2004(03)
[4]受控平面五杆机构轨迹实验台的设计[J]. 潘莉,孔建益,杨金堂,王朝晖,朱国荣,郭爱华. 机械传动. 2004(03)
[5]混合驱动可控机构的研究进展[J]. 李辉,张宇平. 石家庄铁路工程职业技术学院学报. 2004(01)
[6]平面五杆可控机构运动性能和误差的研究[J]. 方益奇,孙怀安,夏爱宏. 机械设计. 2003(10)
[7]交流位置伺服系统PID控制方法实现[J]. 丁锋,林廷圻,丁锋,屈明昌. 电子机械工程. 2003(01)
[8]面向控制的机构结构和质量分配设计[J]. 谢维,谢进,陈永. 机械设计与研究. 2003(01)
[9]混合驱动平面两自由度五杆机构的完全分类[J]. 方新国,邹慧君,周双林. 机械科学与技术. 2003(01)
[10]混合驱动五杆机构的轨迹规划[J]. 马承文,邹慧君,方新国. 上海交通大学学报. 2003(01)
博士论文
[1]混合驱动可控压力机的基础理论研究[D]. 李辉.天津大学 2003
本文编号：3273312
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