SEM环境下3PRR并联平台奇异区域规避与逃逸控制策略

发布时间：2018-03-30 10:28

  本文选题：微纳操作　切入点：PRR　出处：《机械工程学报》2015年23期

【摘要】：微纳操作系统是精密操作、精密加工领域重要组成部分。微纳操作系统的载物平台负责放置样品和大行程搬运样品,需要大行程、高精度的定位。宏微结合的方法能弥补精密定位平台行程不足的缺点,而并联机构能实现高精度定位,因此采用3PRR(3自由度,每条支链包括一个移动副(P)驱动和两个转动副(R))并联平台作为扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)环境下的宏微结合精密平台中的宏动部分。为了实现大行程、高精度定位,需要分析机构工作空间与奇异性分布。通过推导3PRR运动学方程,求得机构雅可比矩阵,研究雅可比矩阵特性,求得3PRR并联平台非奇异工作空间分布,把机构雅可比矩阵特性与奇异分布引入控制范畴,提出两种奇异区域规避控制策略与一种奇异位型逃逸控制策略。对机构如何规避奇异区域与进入奇异位型后如何快速逃逸提供了理论指导,仿真分析表明,提出的策略对机构精密定位与可控性提供了保障。
[Abstract]:The micro / nano operating system is an important part of the precision operation and precision machining field. The carrier platform of the micro and nano operating system is responsible for placing the samples and handling the samples with a large stroke. High precision positioning. The method of combining macro and micro can make up for the shortcomings of the precision positioning platform travel, while the parallel mechanism can achieve high precision positioning, so the 3PRR(3 degree of freedom is adopted. Each branching chain consists of a mobile pair (P) driver and two rotating pairs (rhe)) parallel platform used as the macro moving part of the macro and micro combined precision platform in the scanning electron microscope (SEM) environment. In order to achieve large stroke, high precision positioning, By deducing the 3PRR kinematics equation, the Jacobian matrix of the mechanism is obtained, the characteristics of the Jacobian matrix is studied, and the nonsingular workspace distribution of the 3PRR parallel platform is obtained. The Jacobian matrix property and singular distribution of the mechanism are introduced into the control category. Two singular region evading control strategies and a singular bit escape control strategy are proposed, which provide theoretical guidance on how to evade the singular region and how to escape quickly after entering the singular bit pattern. The proposed strategy provides a guarantee for the precision positioning and controllability of the mechanism.
【作者单位】： 华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金重大研究计划(91223201) 广东省自然科学基金团队(S2013030013355) 广东省科技计划(2014B090917001)资助项目
【分类号】：TH112;TH703

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1685527