基于粒子群优化算法的Stewart平台半物理仿真控制研究
发布时间：2021-07-14 12:13
Stewart平台是由六片线性制动器驱动的并联六自由度机器人,并联机器人多用于航空航天,教育和娱乐模拟等行业。目前对Stewart平台的研究多为纯仿真,实时性较差。另外Stewart平台对系统稳定性要求较高,因此PID控制器的参数选择尤为重要。本文通过xPC平台的仿真可以提高系统的实时性,并且用粒子群算法优化PID控制器参数,还可以提高控制系统的稳定性。本文主要研究内容如下:（1）搭建了双机模式的xPC实时仿真平台,并通过测试xpcosc模型验证了实时仿真平台的正确性。（2）对Stewart平台结构进行了分析,确定了支腿的反解算法,根据反解算法搭建了Simulink反解模型。简化了 Stewart平台结构,用SimMechanics搭建了 Stewart平台模型,并在模型上安装了传感器和激励器。（3）研究了 PID控制器的动态性能指标,将时间与绝对误差积分（ITAE）指标作为了目标函数。对现有的几种优化PID控制器方法的优缺点做了比较,并选择了基于粒子群算法的PID控制器的设计。（4）对Stewart平台单支腿进行了研究,分别用粒子群算法和模糊控制算法求解了 PID控制器的参数,比较了...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]半物理仿真系统现状及发展趋势[J]. 吴双. 工业仪表与自动化装置. 2016(02)
[2]基于Matlab/xPC的某型高速靶机半物理仿真系统[J]. 桑作军,陶家宾. 信息化研究. 2015(06)
[3]基于粒子群算法的PID调速系统的研究[J]. 王唯一,张明泉,杨帆,陈次祥. 控制工程. 2015(06)
[4]人工蜂群算法整定PID控制器参数[J]. 蔡超,周武能. 自动化仪表. 2015(08)
[5]面向半物理仿真的陈述式模型转换方法研究[J]. 黄伟健,丁建完,陈立平,周昭远. 系统仿真学报. 2015(07)
[6]航天器半物理仿真应用研究[J]. 张新邦. 航天控制. 2015(01)
[7]一种用于PID控制的教与学优化算法[J]. 拓守恒,雍龙泉. 智能系统学报. 2014(06)
[8]基于改进多目标粒子群算法的机器人路径规划[J]. 翁理国,纪壮壮,夏旻,王安. 系统仿真学报. 2014(12)
[9]基于Matlab GUI的图像处理平台设计[J]. 兰红,田进,李淑芝,刘立辉. 江西理工大学学报. 2014(03)
[10]基于神经网络的自适应PID控制器设计[J]. 欧艳华. 机械设计与制造. 2014(06)
硕士论文
[1]半物理仿真系统可信度评估及其工具研究[D]. 刘坤.中国地质大学(北京) 2016
[2]基于转速模拟装置和xPC的ECU硬件在环仿真平台开发[D]. 王秋源.北京理工大学 2016
[3]基于xPC的实时仿真及控制系统的开发[D]. 杨帆.天津大学 2016
[4]六自由度Stewart平台运动学分析与优化[D]. 杨泽国.中国地质大学(北京) 2015
[5]基于xPC的发动机ECU硬件在环仿真系统研究[D]. 冯海荣.华中科技大学 2015
[6]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[7]基于UDP的可靠文件传输协议的设计与实现[D]. 张恺.西安电子科技大学 2014
[8]小型化无人机实时飞行仿真系统软件设计与研究[D]. 刘树锋.南京航空航天大学 2014
[9]六自由度并联机构的仿真与结构优化[D]. 曲展龙.哈尔滨工业大学 2013
[10]基于XPC的五自由度气浮平台控制系统设计及仿真研究[D]. 林晓冬.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3284125
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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Ｆｉｇ．?１．４?ＬａｂＶＩＥＷ?ＲＴ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??１．２．１．４ｘＰＣ目标实时仿真系统??ｘＰＣ目标，即ｘＰＣ?Ｔａｒｇｅｔ如图１．５所示，是Ｍａｔｈ?Ｗｏｒｋｓ公司发行的一个基于??ＲＴＷ（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ?Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）的实时工作间体系框架的附加产品，ｘＰＣ目标实时仿真系统能够??使开发者在产品开发前进行产品原型的快速实现、测试和评估，是Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具集下用于??产品原型开发设计测试集于一体的工具箱［２２］。ｘＰＣ目标实时仿真系统支持接口比较广泛，??包括ＩＳＡ／ＰＣＩ两种类型的板卡全都支持，为数据采集提供了丰富的输入和输出接口，有很??强的兼容性。??［Ｍｆｌ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??丨‘??图１．５?ｘＰＣ实时仿真系统??Ｆｉｇ．?１．５?ｘＰＣ?ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??ｘＰＣ目标使用宿主机－目标机“双机”模式的技术方法，可以使用常用的计算机作为宿主??机，目标机可以是工业控制计算机或者普通计算机［２３）。上位机通过Ｍａｔｌａｂ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建??立模型，然后通过ＲＴＷ编译器生成代码下载到下位机运行，减少了不必要的兼容问题，??便于建模和实验。其中下位机不需要装任何一种系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]半物理仿真系统现状及发展趋势[J]. 吴双. 工业仪表与自动化装置. 2016(02)
[2]基于Matlab/xPC的某型高速靶机半物理仿真系统[J]. 桑作军,陶家宾. 信息化研究. 2015(06)
[3]基于粒子群算法的PID调速系统的研究[J]. 王唯一,张明泉,杨帆,陈次祥. 控制工程. 2015(06)
[4]人工蜂群算法整定PID控制器参数[J]. 蔡超,周武能. 自动化仪表. 2015(08)
[5]面向半物理仿真的陈述式模型转换方法研究[J]. 黄伟健,丁建完,陈立平,周昭远. 系统仿真学报. 2015(07)
[6]航天器半物理仿真应用研究[J]. 张新邦. 航天控制. 2015(01)
[7]一种用于PID控制的教与学优化算法[J]. 拓守恒,雍龙泉. 智能系统学报. 2014(06)
[8]基于改进多目标粒子群算法的机器人路径规划[J]. 翁理国,纪壮壮,夏旻,王安. 系统仿真学报. 2014(12)
[9]基于Matlab GUI的图像处理平台设计[J]. 兰红,田进,李淑芝,刘立辉. 江西理工大学学报. 2014(03)
[10]基于神经网络的自适应PID控制器设计[J]. 欧艳华. 机械设计与制造. 2014(06)
硕士论文
[1]半物理仿真系统可信度评估及其工具研究[D]. 刘坤.中国地质大学(北京) 2016
[2]基于转速模拟装置和xPC的ECU硬件在环仿真平台开发[D]. 王秋源.北京理工大学 2016
[3]基于xPC的实时仿真及控制系统的开发[D]. 杨帆.天津大学 2016
[4]六自由度Stewart平台运动学分析与优化[D]. 杨泽国.中国地质大学(北京) 2015
[5]基于xPC的发动机ECU硬件在环仿真系统研究[D]. 冯海荣.华中科技大学 2015
[6]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[7]基于UDP的可靠文件传输协议的设计与实现[D]. 张恺.西安电子科技大学 2014
[8]小型化无人机实时飞行仿真系统软件设计与研究[D]. 刘树锋.南京航空航天大学 2014
[9]六自由度并联机构的仿真与结构优化[D]. 曲展龙.哈尔滨工业大学 2013
[10]基于XPC的五自由度气浮平台控制系统设计及仿真研究[D]. 林晓冬.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3284125
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