并联平台的压电与力反馈控制
发布时间：2021-10-10 05:30
并联平台具有刚度大、承载能力强、末端件惯性小等优点,在机器人、机械制造、航空航天、汽车船舶及娱乐设施等领域具有广泛应用。传统并联平台常采用电磁电机驱动或液压驱动,近几年随着微特电机的发展,压电陶瓷电机也逐渐应用于各种并联平台。压电陶瓷电机具有结构紧凑、转矩密度大、响应速度快、运动精度高和断电自锁等优点,并且能够在强磁环境下工作。本文主要研究内容有:（1）设计了以6-UPS作为整体机械结构的并联平台,并采用压电陶瓷电机做驱动,解决了传统并联平台无法在强磁环境下工作的问题。（2）以并联平台模型为对象进行理论分析,包括运动学正逆解计算以及各支链受力的静力学分析,得到了位姿与支链长度之间的转换关系,以此作为控制理论基础,并采用插值法和梯形曲线对平台运动轨迹进行规划,保证运动平稳且不会超出临界点。（3）建立了以PC和DSP为核心的控制系统,使并联平台具有人工操作和自动调整两种功能,设计了以MBGD算法为基础的误差补偿参数计算方法和基于SGD-Momentum算法的新型PID控制器模型,保证了系统的运动精度和收敛速度,并对压电陶瓷电机部分驱动电路进行了设计,保证了硬件系统的完整可靠。（4）加工实验...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－５?Ｈｅｘｅ丨公司多模式机床??３??
负载能力强的优点，使机床的加工能力大幅度提升。最为著名的是德国??Ｍｉｋｒｏｍａｔ公司生产的并联切削加工机床（如图１－４所示）以及美国Ｈｅｘｅｌ公司的??多模式并联机床（如图１－５所示），它们都很好地结合了传统机床和并联平台的??优势，并在制造业上有着良好应用。??＿＿?ｆ?Ｖ：??Ｉ，??图丨－４?Ｍｉｋｒｏｍａｔ公司并联机床?图１－５?Ｈｅｘｅ丨公司多模式机床??３??
度位置控制［１７］。??２０１６年９月，中国５００米口径球面射电望远镜（ＦＡＳＴ）在贵州建成，它是??世界最大的单口径、最灵敏的射电望远镜，如图１－６所示。其反射面具有２４００个??连接节点，每个电缆网配有４６００个反射单元，每个反射单元都有并联机构支撑，??并控制其姿态的改变。这是并联机构在世界上所构成的最大的一个物体［｜８］。??１??图１－６?５００米口径球面射电望远镜??随着并联平台的发展，其控制算法与控制系统组成也有了相应的进步。北京??航空航天大学的房建成等提出了一种基于神经网络的自适应解耦控制方案，提高??了三周陀螺并联平台的稳定性［１９］。２００９年，哈工程大学的李磊等人提出了一种??动态模糊神经网络（ＤＦＮＮ）控制器来控制并联平台，具有动态映射能力，对动??态系统具有更好的响应效果，并对平台的轨迹跟踪控制进行了仿真，得到了跟踪??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蚁群算法的六自由度并联平台控制参数优化[J]. 周亮,马训鸣. 自动化仪表. 2018(02)
[2]基于线驱动并联机构的FAST馈源平台位姿测量方法[J]. 韩旺,段学超,仇原鹰,段宝岩. 机械工程学报. 2017(17)
[3]陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制[J]. 丛爽,孙光立,邓科,尚伟伟,沈宏海. 光学精密工程. 2016(01)
[4]闭环双驱动混合输出六自由度并联机构运动分析[J]. 陈宇航,赵铁石,耿明超,苑飞虎,李二伟. 中国机械工程. 2015(20)
[5]基于遗传算法的六自由度并联平台的控制[J]. 吕彬,董建园. 计算机工程与应用. 2015(02)
[6]基于SVM的激光陀螺温度误差建模与补偿方法[J]. 程骏超,房建成,吴伟仁,李建利. 仪器仪表学报. 2013(04)
[7]虚拟手术中软组织形变建模及力反馈算法研究[J]. 陈卫东,赵成龙,朱奇光,关永贞. 中国生物医学工程学报. 2013(01)
[8]高精度视觉光电多指节机器人中的零点归位新方法[J]. 秦娟,叶玉堂,刘娟秀,刘霖,叶溯,易茂丽,陈莎,向路. 光电工程. 2013(01)
[9]一种应用正态分布理论的直线超声电机精密定位控制方法[J]. 周丽平,孙志峻,张泉,郭语. 中国电机工程学报. 2012(27)
[10]WC5E液力机械传动系统的匹配研究[J]. 宋恩泽. 煤矿机械. 2011(10)
博士论文
[1]结合旋量理论的串联机器人运动特性分析及运动控制研究[D]. 陈庆诚.浙江大学 2015
[2]串联机器人位姿精度分析与建模[D]. 张晓瑾.东北大学 2012
[3]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
[4]6-SPS型并联机床若干关键理论研究[D]. 李鹭扬.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制研究[D]. 黄帆.东南大学 2016
[2]空间望远镜次镜六自由度调节技术研究[D]. 周楠.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[3]基于TMS320C6701的超声波电机驱动控制系统设计[D]. 王磊.西安电子科技大学 2014
[4]基于SOPC的直线型超声电机驱动控制系统的研究[D]. 吕存璞.南京航空航天大学 2013
[5]六自由度Stewart平台的设计及在光学检测中应用的研究[D]. 蒋梦捷.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
本文编号：3427745
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－５?Ｈｅｘｅ丨公司多模式机床??３??
负载能力强的优点，使机床的加工能力大幅度提升。最为著名的是德国??Ｍｉｋｒｏｍａｔ公司生产的并联切削加工机床（如图１－４所示）以及美国Ｈｅｘｅｌ公司的??多模式并联机床（如图１－５所示），它们都很好地结合了传统机床和并联平台的??优势，并在制造业上有着良好应用。??＿＿?ｆ?Ｖ：??Ｉ，??图丨－４?Ｍｉｋｒｏｍａｔ公司并联机床?图１－５?Ｈｅｘｅ丨公司多模式机床??３??
度位置控制［１７］。??２０１６年９月，中国５００米口径球面射电望远镜（ＦＡＳＴ）在贵州建成，它是??世界最大的单口径、最灵敏的射电望远镜，如图１－６所示。其反射面具有２４００个??连接节点，每个电缆网配有４６００个反射单元，每个反射单元都有并联机构支撑，??并控制其姿态的改变。这是并联机构在世界上所构成的最大的一个物体［｜８］。??１??图１－６?５００米口径球面射电望远镜??随着并联平台的发展，其控制算法与控制系统组成也有了相应的进步。北京??航空航天大学的房建成等提出了一种基于神经网络的自适应解耦控制方案，提高??了三周陀螺并联平台的稳定性［１９］。２００９年，哈工程大学的李磊等人提出了一种??动态模糊神经网络（ＤＦＮＮ）控制器来控制并联平台，具有动态映射能力，对动??态系统具有更好的响应效果，并对平台的轨迹跟踪控制进行了仿真，得到了跟踪??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蚁群算法的六自由度并联平台控制参数优化[J]. 周亮,马训鸣. 自动化仪表. 2018(02)
[2]基于线驱动并联机构的FAST馈源平台位姿测量方法[J]. 韩旺,段学超,仇原鹰,段宝岩. 机械工程学报. 2017(17)
[3]陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制[J]. 丛爽,孙光立,邓科,尚伟伟,沈宏海. 光学精密工程. 2016(01)
[4]闭环双驱动混合输出六自由度并联机构运动分析[J]. 陈宇航,赵铁石,耿明超,苑飞虎,李二伟. 中国机械工程. 2015(20)
[5]基于遗传算法的六自由度并联平台的控制[J]. 吕彬,董建园. 计算机工程与应用. 2015(02)
[6]基于SVM的激光陀螺温度误差建模与补偿方法[J]. 程骏超,房建成,吴伟仁,李建利. 仪器仪表学报. 2013(04)
[7]虚拟手术中软组织形变建模及力反馈算法研究[J]. 陈卫东,赵成龙,朱奇光,关永贞. 中国生物医学工程学报. 2013(01)
[8]高精度视觉光电多指节机器人中的零点归位新方法[J]. 秦娟,叶玉堂,刘娟秀,刘霖,叶溯,易茂丽,陈莎,向路. 光电工程. 2013(01)
[9]一种应用正态分布理论的直线超声电机精密定位控制方法[J]. 周丽平,孙志峻,张泉,郭语. 中国电机工程学报. 2012(27)
[10]WC5E液力机械传动系统的匹配研究[J]. 宋恩泽. 煤矿机械. 2011(10)
博士论文
[1]结合旋量理论的串联机器人运动特性分析及运动控制研究[D]. 陈庆诚.浙江大学 2015
[2]串联机器人位姿精度分析与建模[D]. 张晓瑾.东北大学 2012
[3]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
[4]6-SPS型并联机床若干关键理论研究[D]. 李鹭扬.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制研究[D]. 黄帆.东南大学 2016
[2]空间望远镜次镜六自由度调节技术研究[D]. 周楠.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[3]基于TMS320C6701的超声波电机驱动控制系统设计[D]. 王磊.西安电子科技大学 2014
[4]基于SOPC的直线型超声电机驱动控制系统的研究[D]. 吕存璞.南京航空航天大学 2013
[5]六自由度Stewart平台的设计及在光学检测中应用的研究[D]. 蒋梦捷.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
本文编号：3427745
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