二自由度摇摆台运动模型研究与控制

发布时间：2018-08-16 12:16

【摘要】：本文目的是为激光通信光端机性能测试设计一款二自由度摇摆台,该模拟台须满足轻小型化要求且适应野外试验条件。通过调研国内外模拟台结构形式,提出了模拟台的结构简图。首先,在结构方面分别运用MATLAB与ADAMS对模拟台进行运动学建模,仿真分析验证模型结构正确性;对模拟台运动关节进行干涉分析,为后续零部件结构选型设计提供参考;对简化结构进行参数化建模,以电动缸功耗为优化目标,对模拟台进行优化设计。然后,利用闭环矢量法建立模拟台的误差模型,研究位姿误差的影响因素:电动缸位移误差、杆端关节轴承误差、自润滑球轴承间隙和系统装配误差;同时,在ADAMS中建立含有间隙误差的动力学模型,分析带载与空载情况下的姿态误差曲线,实验结果表明,动力学误差模型更加接近真实情况。最后,根据轻小型化的原则,利用SOLIDWORKS软件对模拟台进行详细结构设计,实现结构安装空间大、刚度强和变形小的设计指标;针对野外环境差等因素,对控制系统进行优化设计,满足便携性、控制简单和精度高等优点。
[Abstract]:The purpose of this paper is to design a two degree of freedom swing platform for the performance test of laser communication optical terminal. The simulation platform must meet the requirements of light and miniaturization and adapt to field test conditions. By investigating the structure of the simulator at home and abroad, the structure diagram of the simulator is put forward. First of all, the kinematics model of the simulation platform is modeled by MATLAB and ADAMS, and the model structure is verified by simulation analysis, and the interference analysis of the motion joint of the simulation platform is carried out, which provides a reference for the structure selection design of subsequent parts. The simplified structure is modeled parameterized and the power consumption of the electric cylinder is taken as the optimization objective to optimize the design of the simulator. Then, the error model of the simulation platform is established by using closed loop vector method, and the influence factors of position and pose error are studied, such as displacement error of electric cylinder, bearing error of rod end joint, clearance of self-lubricating ball bearing and system assembly error, at the same time, The dynamic model with gap error is established in ADAMS, and the attitude error curve with and without load is analyzed. The experimental results show that the dynamic error model is closer to the real situation. Finally, according to the principle of light and miniaturization, the detailed structural design of the simulator is carried out by using SOLIDWORKS software to realize the design index of large installation space, strong stiffness and small deformation of the structure, and to optimize the design of the control system in view of the poor field environment and other factors. It meets the advantages of portability, simple control and high precision.
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.1

【共引文献】

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本文编号：2185957