液壓驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人力控制研究.pdf

1、由于載人航天投入大、風(fēng)險(xiǎn)非常高，因此，為了對飛船在軌交會(huì)對接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有所突破，并有效掌握載人航天技術(shù)，在地面進(jìn)行交會(huì)對接過程的模擬是非常必要的。
　　在進(jìn)行空間對接動(dòng)力學(xué)模擬的綜合試驗(yàn)時(shí)，由于動(dòng)力學(xué)基頻和六自由度并聯(lián)機(jī)器人頻寬之間的制約關(guān)系，使對接裝置的剛性連接有很大困難。特別是在強(qiáng)制校正和拉緊階段，系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生振蕩，甚至不穩(wěn)定。因此需要研究大回路動(dòng)力學(xué)基本參數(shù)配置和六自由度并聯(lián)機(jī)器人特性之間的關(guān)系；研究空間對接動(dòng)力學(xué)基頻與六

2、自由度并聯(lián)機(jī)器人頻率特性之間的關(guān)系；研究基于動(dòng)力學(xué)的大回路控制系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)內(nèi)容。
　　為克服對接框的剛性連接對空間對接動(dòng)力學(xué)模擬造成的困難，有效模擬空間對接過程的強(qiáng)制校正階段，即強(qiáng)制推出和拉近階段，本文提出采用力環(huán)包容位置環(huán)的串級控制結(jié)構(gòu)，以及用以研究六自由度并聯(lián)機(jī)器人在推拉作用力下做順應(yīng)運(yùn)動(dòng)的柔順力控制策略。研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究。介紹了一種快速、高效的并聯(lián)機(jī)器人位置

3、正解數(shù)值算法——牛頓-泰勒法。綜合利用牛頓一歐拉法、拉格朗日法和凱恩法對并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模。將動(dòng)力學(xué)模型歸結(jié)為機(jī)器人領(lǐng)域常用的緊湊動(dòng)力學(xué)方程形式，并孝慮液壓缸慣性力影響，建立起六自由度并聯(lián)機(jī)器人的精確動(dòng)力學(xué)模型。
　　(2)液壓驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)機(jī)器人的位姿控制研究。對單通道液壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行建模，綜合并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，構(gòu)建液壓驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的整體模型，并對并聯(lián)機(jī)器人位姿控制進(jìn)行仿真分析，為力控制打下良好基礎(chǔ)。

4、r>　　(3)根據(jù)大回路動(dòng)力學(xué)基頻、基本參數(shù)配置和六自由度并聯(lián)機(jī)器人特性之間的關(guān)系，明確基于動(dòng)力學(xué)的控制模式所能勝任的試驗(yàn)內(nèi)容。進(jìn)而采用柔順力控制策略來完成空間對接強(qiáng)制校正全過程的模擬，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所得結(jié)論。
　　(4)提出并聯(lián)機(jī)器人柔順力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，研究了經(jīng)典柔順力控制策略和魯棒柔順力控制策略。用“綜合理論設(shè)計(jì)出魯棒柔順力控制器，詳細(xì)給出魯棒柔順力控制回路中的加權(quán)函數(shù)的選取方法。用μ分析理論對經(jīng)典和魯棒力控制系統(tǒng)進(jìn)行分析比