新型并联机器人坐标测量机仿真建模的实现

为了验证新型5自由度并联机器人坐标测量机的设计方案和理论模型,缩短开发周期,降低开发费用,提高一次性设计成功率,将虚拟样机技术应用于该并联机器人坐标测量机的设计开发过程。利用SolidWorks软件建立该型并联坐标测量机的虚拟样机模型,应用OLE接口技术实现了该型并联坐标测量机的运动仿真和测量仿真,采用ADAMS软件实现了该型并联坐标测量机的动力学分析和仿真,并给出了仿真建模过程中关键问题的解决方案。计算机仿真结果证实了理论模型的正确性,验证了设计的合理性和可靠性。为此新型并联机器人坐标测量机的结构设计和数控系统设计提供了主要参数和理论依据,为并联坐标测量机的工程设计提供了一套有效的分析方法。     

坐标测量机的新发展——并联运动机构坐标测量机

从空间机构学的角度出发,可将坐标测量机分为串联机构坐标测量机和并联机坐标测量机两大类.由于并联机构坐标测量机测量精度高,测头位姿灵活,同时又具有“硬件”简单,“软件”复杂的特点,因而,正在成为坐标测量机领域研究的新热点.文章首先分析了普通笛卡尔串联机构坐标测量机的发展现状及存在问题,然后介绍了并联机构坐标测量机的结构及特点,并对国内外有关并联运动机构理论及其在坐标测量机领域的研究现状与发展趋势进行了综述,最后,对并联机构坐标测量机研究过程中应注意的主要问题进行了探讨.     

并联六坐标测量机的研究

介绍了开发并联坐标测量机的意义。讨论了可实现六坐标运动的各种并联机构 ,确定以演化的Stew art平台作为并联六坐标测量机的结构 ,并按空间闭环机构对其进行了自由度分析。介绍了并联六坐标测量机的工作原理 ,设计了控制与测量系统。     

并联六坐标测量机的虚拟样机

并联坐标测量机是一种新类型的坐标测量机，它模拟多足生物的运动形式。由于运动的复杂性，只凭计算数据很难直观、准确地判断测头的位置和姿态，必须通过虚拟样机模拟并联坐标测量机的作业过程。在Windows2000环境下，通过VC 调用OpenGL函数，对测量机的各部分零件进行实体造型，并按照零件间的装配关系进行实体装配，获得坐标测量机的三维仿真图，再与运动学位置分析的正解模型和反解模型相结合，开发出能实时运动的三维并联六坐标测量机的虚拟样机，实现高效率、低成本的仿真作业。经测试证明，该系统运行可靠，效果逼真，为研制真实样机提供了手段。     

3自由度并联坐标测量机运动学参数标定与计算机仿真

首先对3自由度并联坐标测量机的组成结构及工作原理进行了介绍,然后针对该坐标测量机的运动特点,提出了一种基于逐次逼近算法的运动学参数标定方法,并利用该方法对所研究的并联坐标测量机的22个主要运动学参数进行了辨识,最后通过计算机仿真,对辨识结果进行了验证,从而为提高该坐标测量机的测量精度奠定了理论基础。     

一种新颖并联运动坐标测量机的误差建模与仿真

给出了三自由度并联运动坐标测量机的运动学模型，依据全微分理论，导出测头位置误差与各运动副误差及移动副运动误差之间的相互关系，建立了该坐标测量机的误差模型。用计算机对所建误差模型进行了仿真，讨论了机构参数误差对测量结果的影响，为运动校正和控制奠定了基础。     

3-RRR平面并联机构模糊PID控制系统研究

平面并联机构以其优异的性能在工程领域得到广泛应用,为有效提高机构运动精度,提出了基于模糊PID控制算法的3-RRR平面并联机构实时控制方法。在分析模糊PID控制原理的基础上,建立3-RRR平面并联机构模糊PID控制系统模型,搭建机构控制实验装置,实验研究了机构运动精度的实时控制。结果表明,对3-RRR平面并联机构施加模糊PID控制后,机构角位移误差最大值为2.1°,降幅达53%以上;建立的模糊PID控制系统能够用于机构运动精度实时控制,有效降低机构角位移误差,算法简单,实时性较好。     

中速磨煤机模糊控制方案的研究

以某电厂中速磨煤机为例,对中速磨煤机控制方案进行了分析。为了获取更优的控制品质,应用模糊控制理论,将适当简化的模糊控制器与传统PID控制器联合应用,提出了PID与模糊控制器的串级控制方案、PID与模糊控制器串联控制方案、PID与模糊控制器并联控制方案、PID与双模糊控制器并联控制方案。经过仿真实验,这4种方案控制品质各有所长,都能较好地满足中速磨煤机的控制需求,且各方案均优于传统PID控制方案,有一定的应用价值。     

3-TPT并联机构模糊PID控制器设计与研究

针对并联机构数学模型不易获得,传统控制方法难以实现精准控制,提出了利用模糊PID控制器对3-TPT并联机构进行控制的方法,克服了简单模糊控制和传统PID控制精度不高的缺点。介绍了PID和模糊控制器各参数的调节作用,分析了模糊PID控制的影响因素,建立了模糊控制规则。通过Simulink建立模糊PID控制模型可以直观了解控制系统结构,操作简便,参数易调节。由仿真结果可知,该方法响应速度快,精度较高,超调较小,可以取得满意的控制效果。这一研究为并联机构的精准控制和优化设计提供了理论基础。     

并联六坐标测量机的工作空间及其仿真研究

介绍了并联坐标测量机的特点 ,分析了影响并联坐标测量机工作空间的主要因素 ,推导出并联杆长度、运动副转角、并联杆干涉和结构限制等的约束条件。采用一维搜索方法确定了工作空间的边界并推导出其体积公式 ,明确了增大工作空间的途径是增大运动副转角和并联杆行程、适当减小动平台半径     

基于粒子群算法的6-DOF并联坐标测量机测量建模

为了求解6-DOF并联坐标测量机的位置正解（测量模型）,克服数值解法求解并联机构位置正解时解的精度易受初值的影响,建立了无约束的优化模型,并使用粒子群算法对此模型进行优化。依据并联机构的位置反解模型,给出求解6-DOF并联坐标测量机位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法对该优化问题进行求解,由此可将复杂的并联坐标测量机测量建模问题转换为优化问题,从而求得位置正解。仿真结果表明：80个粒子大约经过55次的迭代运算后,收敛精度可达到0.5μm,平均运行时间约为3s。粒子群算法应用于并联坐标测量机测量建模与求解,可获得较高的计算速度和计算精度。     

三自由度并联机构坐标测量机及其虚拟原型研究

介绍三自由度并联机构坐标测量机的结构、特点及工作原理,建立了该坐标测量机的测量模型,讨论了测量空间的计算方法,并对计算机仿真结果进行了分析,在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５开发环境下,通过ＶｉｕａｌＣ＾＋＋５．０调用ＯｐｅｎＧＬ图形库中的函数,对并联坐标测量机的虚拟原型进行了参数化三维建模与仿真,从而为真实样机的制作尊定了基础     

基于压电陶瓷驱动器的模糊PID控制设计

分析了常规PID控制的不足,阐述了模糊控制原理、模糊PID控制设计以及模糊PDI的建立,并通过常规PID控制下与模糊PID控制下的压电陶瓷驱动器的位移响应曲线实验对比,证明模糊PID控制的优点.     

基于模糊PID控制的起爆具生产线温度控制系统

为了提高起爆具生产线中浇注锅温度的控制精度,以提高起爆具产品的质量,分析了起爆具生产线中浇注锅温度控制系统的组成,将模糊控制和常规PID控制结合起来,设计出了模糊PID控制器,通过以往对浇注锅温度控制的经验,制定出了PID 3个参数的模糊控制规则表,最后将模糊PID控制算法通过可编程逻辑控制器（PLC）编程来实现;在Matlab中的Simulink工具箱里搭建了模糊PID控制器和常规PID控制器模型,并对这两个控制器进行了仿真比较.研究结果表明,相对于常规PID控制器,模糊PID控制器具有更好的调节精度.该系统在生产线中的实际运用结果显示,模糊PID温度控制器效果较好,达到了预期的温度控制要求;系统适用于起爆具生产线中浇注锅的温度控制,对提高起爆具产品质量和生产效率具有一定的意义.     

模糊PID控制在S7-300PLC中的实现及应用

针对双容水箱的液位控制,采用模糊自适应PID串级控制方案.模糊自适应PID算法不需要建立精确模型,并保留了传统PID算法的优点,基于模糊规则在线调整PID参数.在西门子S7-300 PLC中,使用编程软件Step7中梯形图和STL语言编写程序,开发了模糊自适应PID模块.将该算法应用于双容水箱的液位控制,实验结果表明,...     

模糊自适应PID控制的仿真研究

首先介绍了PID控制系统的工作原理,因PID控制器结构简单、实现简单,控制效果良好,所以已得到广泛应用。但当控制对象变化时,控制器的参数难以自动调整。为了使控制器具有较好的自适应性,可以采用模糊控制理论的方法来实现控制器参数的自动调整。模糊PID控制系统就是模糊理论与传统的PID控制器的结合。最后以一控制对象为例,对该两种方式的控制进行了仿真和比较,并得出了相应的结论。     

基于PSO的模糊PID车载平台调平控制系统研究

为解决车载平台调平控制系统响应速度慢、自适应能力差的问题,对一款液压马达带动滚珠丝杠的调平支腿,建立其数学模型,提出了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的模糊比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制方案.通过结合PSO算法...     

PID gain scheduling using fuzzy logic

A simple, yet robust and stable alternative to proportional, integral, derivative (PID) gain scheduling is developed using fuzzy logic. This fuzzy gain scheduling allows simple online duplication of PID control and the online improvement of PID control performance. The method is demonstrated with a physical model where PID control performance is improved to levels comparable to model predictive control. The fuzzy formulation is uniquely characterized by; (i) one fuzzy input variable involving the PID manipulated variable, (ii) two parameters to be tuned, while previously tuned PID parameters are retained, and (iii) a gain scheduling differential equation which relates the fuzzy and conventional PID manipulated variables and enables fuzzy gain scheduling.     

基于神经网络的模糊自适应PID控制方法研究

针对常规PID控制器不能在线修正参数以及模糊规则和率属函数对专家经验的依赖性,提出了神经网络模糊自适应PID控制器,从而综合了传统PID控制、模糊控制、神经网络控制的优点,使其具有PID控制的广泛适用性和神经网络的自适应和自学习能力,同时又具备模糊控制的非线性控制作用;仿真实验可知该控制器具有更快的响应和更好的平稳性.