并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)分析及其控制研究.pdf

1、本文以設(shè)計可用于高速精密作業(yè)的并聯(lián)機構(gòu)為目標,為了解決速度和精度之問的矛盾,對機構(gòu)的動力學(xué)及其控制進行了全面深入的研究。對機構(gòu)的動力學(xué)分析,導(dǎo)出了評價機構(gòu)速度加速度性能和耦合性的度量指標,在此基礎(chǔ)上,提出了量化機構(gòu)動力學(xué)性能的指標,將機構(gòu)對工作空問的要求處理成對結(jié)構(gòu)參數(shù)的幾何約束,以機構(gòu)在預(yù)定工作空問動力學(xué)性能最優(yōu)為目標,得到兼顧工作空間與動力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)。建立機構(gòu)系統(tǒng)的有限元模型,分析機構(gòu)系統(tǒng)在主動力、工作負載和慣性力等共同激勵下

2、的振動特征及響應(yīng),評估振動引起的運動誤差和動應(yīng)力。根據(jù)構(gòu)件振動的型態(tài),提出振動控制的適宜方法,設(shè)計出作動器的結(jié)構(gòu)。為了兼顧系統(tǒng)對響應(yīng)速度和控制能量的要求,選取系統(tǒng)狀態(tài)變量和控制能量的二次型構(gòu)造衡量控制品質(zhì)的性能指標,建立系統(tǒng)彈性振動最優(yōu)控制模型,較大幅度地降低了機構(gòu)振動水平。
　　本研究將動平臺的運動分解為平動和定點轉(zhuǎn)動,設(shè)計出動平臺的位形檢測裝置,為了抑制動力學(xué)模型巾難以準確描述的因素和參數(shù)變化對機構(gòu)性能的影響,提出了兩種自適應(yīng)

3、控制的策略,基于模型的自適應(yīng)控制采用前饋環(huán)節(jié)補償重力項,根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)誤差和參數(shù)誤差自動調(diào)整系統(tǒng)的輸入,使系統(tǒng)具有漸近穩(wěn)定的動態(tài)特征。非線性PID自適應(yīng)控制,對系統(tǒng)難以準確描述的因素,提出預(yù)估校正法,將它們處理成含有變化參數(shù)的因素,控制系統(tǒng)具有預(yù)估參數(shù)誤差并隨之作白適應(yīng)變化的能力,取得了較好的控制效果。在缺少機構(gòu)實體模型的情況下,利用ADAMS軟件創(chuàng)建了并聯(lián)機構(gòu)虛擬樣機,將運動分析、動力分析和彈性動力分析建立的基礎(chǔ)理論與虛擬樣機仿真結(jié)果