平面并联机构的残余振动控制

针对残余振动限制并联机构高速、高精度应用必须抑制残余振动的特点,以一个2自由度平面并联机构为研究对象,研究抑制其残余振动的方法。采用矢量法进行运动学分析,推导出动平台和各支链的速度和加速度,进而利用虚功原理建立动力学模型。为减少电动机动态对整个动力学系统的影响,每个输入轴分别单独设计一个PD(比例—微分)控制器,整个动力学系统包括这些PD控制器。根据试验测得的系统固有频率和阻尼比设计ZV(零振动)整形控制器。为验证ZV整形控制器的效果,对动平台单步移动情况下并联机构的响应进行仿真。仿真表明,输入整形控制可以显著减小并联机构中的残余振动,这种控制方法同样适用于其他类型的并联机构。     

球面并联机构实一切

紧密结构基于球面并联机构的数控回转台的开发，以“PMAC＋PC”为硬件平台，开发了球面并联机构实时控制系统。根据并联机构虚实映射的特点，提出在2次（粗、精）插补策略的基础上，采用“双缓存原理”设计开发其实时操作系统。该方法具有一定的通用性。对各类并联机床数控系统的开发具有指导意义。     

基于ADAMS/Vibration的并联机构振动仿真分析

提出一种基于刚柔结合的并联机构的新构型,并在ADAMS环境下,建立起振动分析所需的模型,对机构进行受迫振动分析.通过对相应的振动结果曲线的分析,证明了该机构振动平台的振动幅值是逐渐减小的,加入的柔索对机构的动平台有抑制振动的作用,机构的振动特性有了明显提升,为机构的应用和改进提出理论依据.     

6自由度索并联机构的振动特性

6自由度索并联机构可以实现空间大范围的6自由度运动,在装配、对接和定位等应用中具有较大的优势.针对柔性绳索容易引起系统振动的特点,对6自由度索并联机构的振动特性进行分析.利用Newton-Euler方法建立系统的动力学模型,对动力学方程线性化获得系统的振动方程.在此基础上,得出各阶固有频率的分布情况,并分析一阶固有频率对结构参数的灵敏度特性.通过绳索受力频谱分析试验,获得6自由度索并联机构试验平台的一阶和二阶固有频率.试验结果与理论计算值接近,验证了所提方法的正确性.     

基于刚柔结合的并联机构研究

并联机构的静刚度大、动力响应迅速等优点,使其在金属切削机床、工业自动化、医疗设备等领域具有广泛的应用前景;然而,并联机构在运动学、动力学等方面上的复杂特性使它在实际应用遇到许多困难。从传统并联机构的性能出发,结合并联柔索机构的特点,提出了一种基于刚柔结合的并联机构的新构型。对基于刚柔结合的并联机构进行构型设计,在此基础上,对影响机构精度的主要因素和误差问题进行分析。基于刚柔结合的并联机构在保持机构原有特点的基础上,提高了机构的精度和动力学性能,并有效的抑制了机构在运动过程中的振动问题,为机构的应用奠定了良好的基础。     

平面3-RRR柔性并联机构自激振动智能控制

平面3-RRR柔性并联机构的闭链耦合约束作用导致其奇异性复杂,而机构在逆向雅可比奇异位形附近易发生自激振动,严重影响机构的精度并对其结构造成破坏。为了让并联机构重新恢复正常工作,设计振动主动控制算法对自激振动进行抑制。首先,建立了机构的逆向运动学模型,并基于速度雅可比矩阵获得并联机构的奇异判定条件;其次,在完成自激振动产生机理分析的基础上,对振动加速度信号进行了滤波和移相处理;然后,结合加速度反馈与位置误差补偿,设计了模糊神经网络非线性控制器、反向传播（back propagation,简称BP）神经网络自抗扰控制器;最后,通过振动主动控制实验,验证了2种智能控制算法的有效性。实验结果表明,所设计的2种控制算法能够在保障并联机构位置精度的条件下,对自激振动进行快速且有效的抑制。     

并联机构构型研究概述

并联机构是一种新型机构,具有传统串联机构无法比拟的优点,是串联机构的补充和扩展,对于机床技术和机器人技术的发展具有重要作用.本文介绍了并联机构的由来、特点和应用,并详细介绍了少自由度并联机构和解耦并联机构的构型发展,指出了并联机构需要解决的问题.     

基于微加速度计的并联机构振动分析及测试实验

以6 - UPU并联机构为研究对象,建立了并联机构广义固有频率模型,对底位工况位置进行了固有频率数值求解;利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值;理论分析与实验测试结果较为接近,其误差度在10％的范围内,验证了振动模型的正确性.实验表明:该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析,可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据.     

基于索驱动的大型柔性结构振动抑制策略研究

柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点,适用于长距离柔性桁架结构的振动主动抑制。首先提出一种四索驱动的柔性体抑振并联机构,根据闭环矢量原理和机构的几何特征,对四索并联机构进行运动学分析。接着建立四索并联机构的静力学模型,并将超长尺度柔性桁架机构的往复振动简化为梁的弯曲振动,利用振型叠加法求解外部激励作用下的强迫响应。最后针对超长尺度柔性桁架机构的振动抑制问题,提出一种基于模糊控制与PID控制相结合的控制策略,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的柔索并联抑振系统具有明显的抑振效果,柔性桁架的振幅与振动衰减时间大幅降低,且系统的四索索力值能够在合适范围内变化。     

并联机器人机构研究概述

介绍了并联机器人机构的研究现状和应用,概述了少自由度并联机构的研究,针对国内外对并联机器人的研究,提出了研究中存在的问题和方向。     

PRS-XY混联机床数控系统软件设计方法

面向以“PC＋Turbo PMAC”开放模式构建的PRS-XY混联机床数控系统,提出了以下位机软件为核心的设计思想,利用下位机软件实现并联机床的运动控制,上位机软件只负责人机界面功能和系统管理功能。这种设计方法使并联机床的控制过程不再依赖于上位机,并可以充分地利用Turbo PMAC提供的资源,降低了数控系统的开发难度,提高了控制系统的实时性和可靠性。以PRS-XY混联机床为例,说明了数控系统软件的设计方法。     

6-PUS并联机构的运动学正解分析

对6-PUS并联机构的运动学问题进行了分析,着重研究其运动学正解的求解方法。对动平台的位姿变量进行解耦处理,将位置变量表达为姿态变量的函数形式;利用Cayley公式、位置向量的转换关系得到了3个关于姿态变量的约束方程;求解约束方程组得到姿态变量,进而求得位置变量。算例验证了方法的正确性和有效性。     

Gantry-Tau并联机构运动学分析

针对目前大部分的并联机构工作空间小这一缺点,研究了一种新型的3自由度并联机构。通过约束螺旋理论分析了机构的自由度,该机构具有2个平动自由度和1个转动自由度;进一步用解析的方法研究了该并联机构的运动学正反解;最后给出了该机构运动学的数值算例,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。     

3—RPC并联机构运动学研究

根据螺旋理论分析了3—RPC并联机构各支链的运动螺旋和约束螺旋,确定了该机构的自由度。通过建立3—RPC并联机构的位置方程,给出了机构位置分析的正、逆解析解,并对机构进行了速度、加速度分析。     

一种新型并联机构的运动学分析

该机构由动平台、静平台、上折页、下折页和作动器构成,动平台与上折页以球副连接,上下折页、下折页与静平台、作动器与静平台以及作动器与上折页以转动副连接。其中上下折页和作动器组成一组支链,支链内部也形成闭环,且由三组对称的支链构成这种折页式三自由度并联机构。为了获得该并联机构的运动学参数变化和奇异性,运用支链坐标系的方法,对该机构的每一个构件都做了详细的运动学分析,并且获得了该系统的雅克比矩阵和各构件的运动学参数。通过对雅可比矩阵的分析,获得了该机构的奇异空间。     

3-RPS 并联机构运动分析

并联机构由于存在闭环,其运动分析相对比较复杂,通常可以用矢量法、矩阵法等,本文采用增加变量的直角坐标、然后逐个约束变量的方法。本文给出３－ＲＰＳ并联机构三个独立输入参数和三个独立输出参数的速度和加速度的显式数学模型,推导简单,易于程序化。     

4-UPU并联机器人机构及其运动学

提出了一种能实现空间三维移动和绕Z轴转动的机构模型———空间4-UPU并联机器人机构模型。采用螺旋理论分析了4-UPU并联机器人机构实现空间三移一转运动的机构学原理,计算了其自由度,讨论了输入的合理性;给出了其位置反解的方法,导出了位置正解的封闭方程,进行了数值验证,并分析了该机构的工作空间和奇异位形。该机构是一种过约束机构,具有结构对称且相对简单、刚度大等优点,可用于开发新型工作台、并联机床、四维力传感器以及微操作机器人等。     

基于PMAC打磨机进给伺服系统的研究

基于PMAC建立打磨机进给伺服模型,实现PID控制;通过Matlab对该模型进行仿真,利用衰减曲线法进行PID参数整定;设计陷波滤波器,有效抑制系统共振频率.仿真所得结果为工程设计提供了理论参考,利用Matlab仿真PMAC的PID伺服算法也是一种新的尝试.     

PMAC运动控制器在控制伺服比例阀中的应用

介绍了PMAC运动控制器与伺服比例阀的特点,并详细给出了PMAC运动控制器在控制伺服比例阀的应用方案。     

Turbo PMAC面向复杂运动数控系统的开放特性研究

描述新一代TurboPMAC多轴运动控制器的性能和特点,探讨和研究其开放特性,分析其内建的运动学计算功能在开发复杂运动数控系统中的重要作用。