并联三自由度运动模拟平台控制研究

发布时间：2017-05-17 09:05

  本文关键词：并联三自由度运动模拟平台控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究的三自由度运动平台是一种空间并联机构，与串联机构相比，其机械结构简单，承载能力大，性价比较高，在机构学研究中逐渐受到重视，在仿真模拟领域具有良好的应用价值。可以将这种仿真模拟平台用于娱乐设施，例如娱乐赛马和4D影院座椅等，使游戏者感受到真实的驾乘乐趣，给人们的业余生活增添惊险刺激。 本文从并联三自由度平台的结构入手，，结合运动平台的性能指标要求，分析了平台的机械结构和运动学、动力学特性，确定了模拟平台各部件的选型以及系统的控制方法。 首先，通过结构对比和优化，确定了并联三自由度运动模拟平台的结构，平台的主体支撑部件由三根可伸缩的电动缸组成，电动缸缸体内的丝杠通过伸缩带动平台来实现两个旋转一个平移的特定位姿。其次，基于此平台的机械结构，通过空间坐标的变换获得运动学方程。并进行了求解计算，获得了该平台的位置参数；然后应用拉格朗日方程建立动力学模型，利用MATLAB软件对平台的运动轨迹进行仿真，分析了结构参数与驱动力和速度的关系，验证了机械结构的可行性。最后，基于PC机与PMAC运动控制卡之间可以实现通信的功能，使用PMAC编程软件编写控制程序，完成模拟平台的运动功能。控制部分也是整个系统的重要组成部分，软件是实现控制策略的关键。PMAC运动控制卡灵活实用，用于当今工业自动化的各个场所。基于PMAC运动控制的系统可以充分利用计算机的处理能力，提升程序的执行速度。 随着并联机构的研究与开发，该平台将得到更广阔的应用。
【关键词】：并联机构 动力学分析 MATLAB仿真 PMAC控制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题来源及研究目的和意义10
• 1.2 运动模拟平台简介10-11
• 1.2.1 运动模拟平台定义10-11
• 1.2.2 运动模拟平台的种类11
• 1.3 运动模拟平台研究的背景与国内外发展状况11-17
• 1.4 本文的主要研究工作17-20
• 第二章 并联三自由度运动平台结构设计20-32
• 2.1 结构对比优化20-23
• 2.2 运动模拟平台的总体设计23-24
• 2.3 平台机械结构24-25
• 2.4 平台主要部件的选型25-31
• 2.4.1 模拟平台的基本数据计算25-26
• 2.4.2 电动缸选型26-29
• 2.4.3 伺服电动机选型29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 三自由度运动平台动力学分析与仿真32-52
• 3.1 运动模拟平台的自由度32-33
• 3.2 并联三自由度运动模拟平台运动学分析33-43
• 3.2.1 运动学矩阵表示方法33-36
• 3.2.2 坐标系的变换36-41
• 3.2.3 平台运动学反解41-43
• 3.3 并联三自由度运动模拟平台动力学分析与仿真43-51
• 3.3.1 运动模拟平台动力学分析43-46
• 3.3.2 运动平台动力学仿真46-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 基于 PMAC 的平台控制研究52-70
• 4.1 PMAC 运动控制卡的结构52-54
• 4.2 PMAC 的功能54-55
• 4.3 PMAC 的设置和通讯55-57
• 4.3.1 跳线设置55
• 4.3.2 PMAC 与主机的连接55-56
• 4.3.3 PMAC 与执行件的连接56
• 4.3.4 软件包的安装56-57
• 4.4 PMAC 的控制软件57-63
• 4.4.1 变量57-58
• 4.4.2 命令58
• 4.4.3 程序58
• 4.4.4 程序有关的语句介绍58-61
• 4.4.5 PMAC 的自整定61-63
• 4.5 PMAC 的运动程序63-68
• 4.5.1 电机变量定义和说明63-65
• 4.5.2 运动程序语法65
• 4.5.3 系统运动程序开发65-68
• 4.6 本章小结68-70
• 第五章 结论70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-74
• 在学研究成果74-76
• 致谢76

【共引文献】

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本文编号：372958