萬噸級試驗(yàn)機(jī)水平超冗余驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制策略的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，結(jié)構(gòu)件尺寸趨于大型化和標(biāo)準(zhǔn)化，因此我國的建筑業(yè)對大型結(jié)構(gòu)件提出了越來越高的要求。目前的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)都是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件或小尺寸模型的試驗(yàn)結(jié)果來推定大型結(jié)構(gòu)件的性能，而這不能為大型結(jié)構(gòu)件的測試提供可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)。所以必須要研制加載能力與剪切位移較大的萬噸級試驗(yàn)機(jī)來完成大型結(jié)構(gòu)件的全尺寸試驗(yàn)。水平超冗余驅(qū)動機(jī)構(gòu)是萬噸級試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)水平大位移剪切的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，本文主要研究水平超冗余驅(qū)動機(jī)構(gòu)冗余控制策略。本研究分為五個部分：
　　第

2、一章：介紹了大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后在國內(nèi)外學(xué)者研究冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制策略的基礎(chǔ)上總結(jié)出超冗余長行程冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)在動力機(jī)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、位置控制、內(nèi)力抑制等方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　第二章：根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)要求分別對水平超冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩個方向的動力機(jī)構(gòu)進(jìn)行最佳負(fù)載匹配設(shè)計(jì)，并分別對動力機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
　　第三章：采用并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正反解思想，提出了基于運(yùn)動學(xué)的自由度空間控制策略對系統(tǒng)的位姿進(jìn)行精確控制。國

3、內(nèi)外的學(xué)者均指出超冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)因作動器的動態(tài)特性不一致等原因而產(chǎn)生較大的內(nèi)力，系統(tǒng)內(nèi)力嚴(yán)重過大會破壞試驗(yàn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的壓力鎮(zhèn)定控制器與八自由度壓力鎮(zhèn)定控制器在超冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用存在調(diào)節(jié)參數(shù)繁多以及增設(shè)冗余自由度困難等問題。
　　第四章：在對系統(tǒng)動力學(xué)方程求解的過程后，將系統(tǒng)不對外做功部分的通解所組成的空間定義內(nèi)力空間，將系統(tǒng)的內(nèi)力用數(shù)學(xué)方法具體表示出來。在此基礎(chǔ)上提出基于內(nèi)力空間的內(nèi)力抑制策略，將系統(tǒng)內(nèi)力反饋到伺服閥的控制信號信

4、號中達(dá)到內(nèi)力抑制的目的。
　　第五章：利用ADAMS建立冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型，在Simulink中搭建基于運(yùn)動學(xué)的自由度空間控制模型，二者聯(lián)合對基于運(yùn)動學(xué)的自由度空間控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上加入基于內(nèi)力空間的內(nèi)力抑制控制器驗(yàn)證其內(nèi)力抑制效果。最后在ANSYS中建立柔性試件并導(dǎo)入 ADAMS中，利用MATLAB與ADAMS的聯(lián)合仿真驗(yàn)證系統(tǒng)在柔性負(fù)載情況下基于運(yùn)動學(xué)的自由度空間控制策略與基于內(nèi)力空間的內(nèi)力抑制控制器的效果