非对称并联机构的柔性误差分析与补偿

发布时间：2023-03-04 18:56

　　面向飞机复合材料蒙皮打磨维修装备的需求,本文针对一种新型三自由度非对称并联机构(TAM机构)的柔性误差进行研究,构建了含关节间隙的弹性动力学模型,深入地进行柔性误差分析与补偿,从而提高TAM机构的工作精度。本文主要研究内容如下:根据TAM机构的非对称空间结构,应用子结构综合法将该机构划分为伸缩杆支链、平行四边形支链和动平台三大子结构;考虑杆件和铰链的柔性,利用有限元理论建立各子结构的运动微分方程;结合各支链与动平台的弹性变形协调条件和各节点间的自由度耦合关系,组集得到了精细化的系统弹性动力学方程。采用正态分布建立含关节间隙的支链模型,结合Lankarani-Nikravesh碰撞接触力模型与具有动态修正系数的Coulomb摩擦模型对关节间隙的广义碰撞力进行分析,从而建立含关节间隙的弹性动力学模型,由此得到了柔性误差分析模型。搭建虚拟样机平台,通过数值计算和仿真分析,获得了柔性误差变化规律。设计了基于轨迹优化的柔性误差补偿方法,利用摆线运动规律进行关节空间内驱动杆的轨迹规划,在相邻的两个驱动杆变量之间用正弦组合运动规律进行插值,将最小综合柔性位置误差作为优化目标函数,进一步运用改进ARP...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 并联机构的柔性误差建模与分析
        1.2.2 并联机构的柔性误差补偿
    1.3 本文主要研究内容
第二章 弹性动力学建模
    2.1 TAM机构简介
        2.1.1 TAM机构的三维结构
        2.1.2 坐标系建立与位姿描述
    2.2 空间梁单元运动微分方程
    2.3 各子结构运动微分方程
        2.3.1 UPS支链建模
        2.3.2 平行四边形支链建模
        2.3.3 动平台建模
    2.4 系统运动微分方程
    2.5 本章小结
第三章 柔性误差建模与分析
    3.1 含关节间隙的支链模型
        3.1.1 转动副间隙描述
        3.1.2 含转动副间隙的支链模型
    3.2 关节间隙接触模型
        3.2.1 转动副接触模型
        3.2.2 球铰链间隙模型
    3.3 含关节间隙的弹性动力学模型
    3.4 柔性误差分析模型
    3.5 柔性误差仿真分析
    3.6 本章小结
第四章 基于轨迹规划的柔性误差补偿
    4.1 轨迹规划方法
        4.1.1 摆线运动规律轨迹规划方法
        4.1.2 正弦组合运动规律轨迹规划方法
    4.2 基于轨迹优化的柔性误差补偿
        4.2.1 柔性误差模型变换
        4.2.2 构建优化目标函数
        4.2.3 柔性误差补偿方法
        4.2.4 基于改进ARPSO算法的轨迹优化
    4.3 柔性误差补偿仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 结论
    5.1 结论
    5.2 工作展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3754816