六自由度并联机器人运动学正/反解研究
发布时间：2021-03-26 20:49
六自由度（6-degree of freedom,6-DOF）并联机器人因为其刚度高,动态性能优越,与串联机器人相比无累积位置控制误差等优点在一系列领域得到广泛应用,如并联机床,机器人操作器以及各种运动模拟等。目前6-DOF并联机器人主要以液压驱动和伺服电机驱动两种驱动方式为主,其中大功率场合以液压驱动为主,而伺服电机驱动的并联机器人则以其独特的优势逐渐占据小功率场合。6-DOF并联机器人运动学正/反解是实现并联机器人闭环控制和各种复杂控制的必要环节,因此想要在并联机器人研究领域有进一步提高,对其运动学正/反解进行研究就非常必要。本文以永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）驱动的6-DOF并联机器人为例,首先对其运动学反解、正解进行了详细分析研究,并推导出对应的算法,然后在Simulink中搭建对应的反解和正解模块,其中正解算法模块核心是离散牛顿迭代法的实现。同时,为了研究的直观性,本文还在三维建模软件Pro/E中建立了6-DOF并联机器人的初步三维模型然后导入机械系统仿真软件ADAMS中实现运动学正/反解仿真并导出与机械系统对应...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 6-DOF并联机器人国内外发展研究现状
1.2.1 6-DOF并联机器人国内外发展现状
1.2.2 6-DOF并联机器人国内外研究现状
1.3 交流PMSM伺服驱动技术国内外发展现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 6-DOF并联机器人运动学分析
2.1 引言
2.2 6-DOF并联机器人基本结构简介
2.3 6-DOF并联机器人运动学反解分析
2.3.1 6-DOF并联机器人运动学反解算法推导
2.3.2 6-DOF并联机器人运动学反解算法Simulink实现
2.4 6-DOF并联机器人运动学正解分析
2.4.1 6-DOF并联机器人运动学正解算法推导
2.4.2 6-DOF并联机器人运动学正解算法Simulink实现
2.5 本章小结
第3章 6-DOF并联机器人三维建模及运动学仿真
3.1 引言
3.2 6-DOF并联机器人Pro/E三维建模
3.2.1 三维建模软件Pro/E使用简介
3.2.2 6-DOF并联机器人Pro/E三维建模和组装
3.3 6-DOF并联机器人ADAMS运动学仿真及Simulink联合仿真
3.3.1 机械系统仿真软件ADAMS使用简介
3.3.2 6-DOF并联机器人ADAMS运动学仿真
3.3.3 6-DOF并联机器人ADAMS-Simulink联合仿真
3.4 本章小结
第4章 PMSM-SVPWM矢量控制系统研究及其Simulink实现
4.1 引言
4.2 PMSM-SVPWM矢量控制系统基本原理
4.2.1 永磁同步电机dq坐标系动态数学模型
4.2.2 SVPWM技术基本原理
4.3 PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统仿真
4.3.1 SVPWM技术的算法与Simulink实现
4.3.2 PMSM-SVPWM矢量控制系统仿真
4.3.3 PMSM-SPWM矢量控制系统仿真
4.3.4 PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统对比分析
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]三电平SVPWM与SPWM本质联系及对输出电压谐波的分析[J]. 李洪亮,姜建国,乔树通. 电力系统自动化. 2015(12)
[2]永磁同步电机的交流伺服控制系统仿真[J]. 刘丽伟,张小杰,丁圆圆,樊冰剑. 计算机仿真. 2015(02)
[3]基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统[J]. 王大江,童亮,李竹芳,杜迪. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]SVPWM与SPWM比较仿真研究[J]. 张成,王心坚,衣鹏,孙泽昌. 机械与电子. 2013(01)
[5]基于虚拟样机的电动六自由度并联机器人结构参数设计[J]. 任广通,赵江波,王军政,刘建军. 北京科技大学学报. 2012(01)
[6]基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真[J]. 王洋,刘永光. 组合机床与自动化加工技术. 2011(02)
[7]SPWM与SVPWM在PMSM控制系统中的比较研究[J]. 张萍. 信息化研究. 2010(02)
[8]基于SIMULINK的SVPWM仿真[J]. 范心明. 电气传动自动化. 2009(03)
[9]运动模拟器及其运动平台系统的发展现状及应用前景[J]. 宋国峰,程忠涛,袁立鹏,任勇,程忠志. 机械设计与制造. 2008(06)
[10]对接模拟并联六自由度平台的模糊免疫PID控制[J]. 吴乐彬,王宣银,李强. 浙江大学学报(工学版). 2008(03)
博士论文
[1]并联机构奇异性分析及免奇异方法研究[D]. 郭瑞琴.同济大学 2007
[2]几类空间并联机器人的奇异研究[D]. 李艳文.燕山大学 2005
硕士论文
[1]基于粒子群寻优理论的六自由度运动平台位姿解算方法研究[D]. 张敬师.吉林大学 2014
[2]六自由度并联平台位置反解及实现仿真研究[D]. 王恺.华南理工大学 2012
[3]PMSM伺服系统速度环和位置环控制器参数自整定技术[D]. 刘可述.哈尔滨工业大学 2012
[4]基于倾角仪测量位姿的六自由度平台运动学标定研究[D]. 张建中.哈尔滨工业大学 2007
[5]六自由度摇摆台动力学仿真及优化[D]. 何立波.哈尔滨工业大学 2006
[6]六自由度运动平台伺服系统研究[D]. 高峰.华中科技大学 2004
[7]六自由度虚拟轴机床运动控制的研究[D]. 韩庆涛.沈阳工业大学 2003
本文编号：3102226
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 6-DOF并联机器人国内外发展研究现状
1.2.1 6-DOF并联机器人国内外发展现状
1.2.2 6-DOF并联机器人国内外研究现状
1.3 交流PMSM伺服驱动技术国内外发展现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 6-DOF并联机器人运动学分析
2.1 引言
2.2 6-DOF并联机器人基本结构简介
2.3 6-DOF并联机器人运动学反解分析
2.3.1 6-DOF并联机器人运动学反解算法推导
2.3.2 6-DOF并联机器人运动学反解算法Simulink实现
2.4 6-DOF并联机器人运动学正解分析
2.4.1 6-DOF并联机器人运动学正解算法推导
2.4.2 6-DOF并联机器人运动学正解算法Simulink实现
2.5 本章小结
第3章 6-DOF并联机器人三维建模及运动学仿真
3.1 引言
3.2 6-DOF并联机器人Pro/E三维建模
3.2.1 三维建模软件Pro/E使用简介
3.2.2 6-DOF并联机器人Pro/E三维建模和组装
3.3 6-DOF并联机器人ADAMS运动学仿真及Simulink联合仿真
3.3.1 机械系统仿真软件ADAMS使用简介
3.3.2 6-DOF并联机器人ADAMS运动学仿真
3.3.3 6-DOF并联机器人ADAMS-Simulink联合仿真
3.4 本章小结
第4章 PMSM-SVPWM矢量控制系统研究及其Simulink实现
4.1 引言
4.2 PMSM-SVPWM矢量控制系统基本原理
4.2.1 永磁同步电机dq坐标系动态数学模型
4.2.2 SVPWM技术基本原理
4.3 PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统仿真
4.3.1 SVPWM技术的算法与Simulink实现
4.3.2 PMSM-SVPWM矢量控制系统仿真
4.3.3 PMSM-SPWM矢量控制系统仿真
4.3.4 PMSM-SVPWM与PMSM-SPWM矢量控制系统对比分析
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]三电平SVPWM与SPWM本质联系及对输出电压谐波的分析[J]. 李洪亮,姜建国,乔树通. 电力系统自动化. 2015(12)
[2]永磁同步电机的交流伺服控制系统仿真[J]. 刘丽伟,张小杰,丁圆圆,樊冰剑. 计算机仿真. 2015(02)
[3]基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统[J]. 王大江,童亮,李竹芳,杜迪. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]SVPWM与SPWM比较仿真研究[J]. 张成,王心坚,衣鹏,孙泽昌. 机械与电子. 2013(01)
[5]基于虚拟样机的电动六自由度并联机器人结构参数设计[J]. 任广通,赵江波,王军政,刘建军. 北京科技大学学报. 2012(01)
[6]基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真[J]. 王洋,刘永光. 组合机床与自动化加工技术. 2011(02)
[7]SPWM与SVPWM在PMSM控制系统中的比较研究[J]. 张萍. 信息化研究. 2010(02)
[8]基于SIMULINK的SVPWM仿真[J]. 范心明. 电气传动自动化. 2009(03)
[9]运动模拟器及其运动平台系统的发展现状及应用前景[J]. 宋国峰,程忠涛,袁立鹏,任勇,程忠志. 机械设计与制造. 2008(06)
[10]对接模拟并联六自由度平台的模糊免疫PID控制[J]. 吴乐彬,王宣银,李强. 浙江大学学报(工学版). 2008(03)
博士论文
[1]并联机构奇异性分析及免奇异方法研究[D]. 郭瑞琴.同济大学 2007
[2]几类空间并联机器人的奇异研究[D]. 李艳文.燕山大学 2005
硕士论文
[1]基于粒子群寻优理论的六自由度运动平台位姿解算方法研究[D]. 张敬师.吉林大学 2014
[2]六自由度并联平台位置反解及实现仿真研究[D]. 王恺.华南理工大学 2012
[3]PMSM伺服系统速度环和位置环控制器参数自整定技术[D]. 刘可述.哈尔滨工业大学 2012
[4]基于倾角仪测量位姿的六自由度平台运动学标定研究[D]. 张建中.哈尔滨工业大学 2007
[5]六自由度摇摆台动力学仿真及优化[D]. 何立波.哈尔滨工业大学 2006
[6]六自由度运动平台伺服系统研究[D]. 高峰.华中科技大学 2004
[7]六自由度虚拟轴机床运动控制的研究[D]. 韩庆涛.沈阳工业大学 2003
本文编号：3102226
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