3-RPS并联机构滑模变结构控制系统设计

发布时间：2017-06-08 03:12

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【摘要】：针对并联机构传统控制器轨迹跟踪精度较低的问题,设计了一种基于并联机构动力学方程和比例切换控制律的滑模变结构控制器(SMC)。首先,建立机构的Matlab/Sim Mechanics仿真分析模型,采用微位移法求解并联机构的Jacobian矩阵及通过工作空间分析确定机构的最佳尺寸参数,为控制系统提供理论参考输入值。其次,设计滑模变结构控制器,运用Lyapunov函数证明滑模变结构控制器的稳定性;最后,建立机构的PID控制和SMC控制系统Matlab/Simulink框图,分别对其进行仿真分析与对比。结果表明,SMC控制器的轨迹跟踪精度比PID控制器的精度高,稳态误差小,且鲁棒性强,响应速度快,从而验证了SMC控制的有效性。
【作者单位】： 江西理工大学机电工程学院;
【关键词】： -RPS并联机构 微位移法 工作空间分析 PID控制 SMC控制
【基金】：国家自然科学基金(51165009,51105077) 中国博士后科学基金(2013M541874) 江西省自然科学基金重点(20142BAB206019) 江西省教育厅科技计划项目(GJJ14422) 江西省科技厅——江西省自然科学基金项目(20151BAB206034)
【分类号】：TH112
【正文快照】： 0引言并联机构的微运动分析和工作空间分析是机构运动特性分析的重要组成部分,也是机构误差分析、控制仿真等的基础[1-2]。并联机构具有结构刚度大、承载能力强、位置精度高等优点,其早期的研究对象主要以Stewart平台为主[3]。少自由度的并联机构动力学求解容易、构型简单易实

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