液压驱动Stewart平台轨迹规划

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性,使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用.针对液压驱动Stewart平台,结合其在空间对接中的应用,构建了整个系统的控制和仿真模型,根据空间对接模拟初始阶段需满足的接触初始条件,对Stewart平台进行了轨迹规划.仿真结果验证了这种轨迹规划的有效性.     

Stewart平台位姿精度的影响因素分析

本文针对不同结构的Stewart平台，利用误差模型，采用数值方法分析比较了影响Stewart平台位姿精度的两个因素，即铰链的位置误差和驱动杆的测量偏差。     

基于改进双模糊PID控制的Stewart平台运动路径跟踪研究

为提高Stewart平台运动控制的抗干扰能力,设计了改进双模糊PID控制系统,并对控制误差进行仿真验证。在坐标系中创建Stewart平台简图,通过矩阵变换推导出连杆运动方程式。设计了Stewart平台液压驱动机构,给出了液压伺服阀流量控制方程式。在传统PID控制基础上设计了双模糊PID控制器,通过粒子群算法对双模糊PID控制器进行优化,采用MATLAB软件对Stewart平台运动路径跟踪误差进行仿真。仿真结果表明:采用改进双模糊PID控制器,Stewart平台在有干扰环境中移动时,仍然能够保持较高的运动路径跟踪精度,对外界的干扰反应速度较快、调节效果较好。采用改进双模糊PID控制器,Stewart平台控制系统的抗干扰能力较强,提高了Stewart平台运动路径跟踪精度。     

基于Stewart平台的空间对接动力学模拟的稳定性研究

在地面进行空间对接动力学的模拟实验是实现空间对接不可或缺的过程。本文利用Stewart平台实现由动力学方程解算得到的两航天器相对运动轨迹，提出用质量-弹簧-阻尼系统来研究空间两航天器对接动力学过程模拟中的稳定性问题。建立了基于Stewart平台位置内环的动力学回路系统模型，推导出为使模拟系统稳定的动力学参数之间的配置关系，论证了Stewart平台的频率特性与动力学系统谐振频率之间的关系。为空间对接动力学过程的模拟奠定了理论基础。     

电液伺服Stewart平台激振系统仿真研究

对电液伺服Stewart平台用于低频、重载工况下的空间多自由度振动激励进行了仿真研究.设计了伺服液压缸,构建了液压Stewart平台的CAD模型.由平台单通道电液位置伺服系统的数学模型建立了其仿真模型,根据选定的系统参数,确定了控制策略,对其响应特性进行了分析.在Simulink环境下构建了Stewart平台激振系统的整体仿真模型,对激振系统进行了单自由度加载和多自由度加载两种工况下的仿真试验,对激励波形复现精度进行了分析.     

电液伺服系统的变结构控制研究

本文应用变结构控制理论中的滑模变结构控制方法，针对液压系统模型进行了变结构控制的仿真和实验研究。仿真及实验结果证明，采用滑模变结构控制该液压系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

基于ADAMS的六自由度液压动感平台建模及运动学仿真

根据Stewart结构制作了一个六自由度运动平台,并以该平台为主要研究对象,构建了整个位姿系统的模型。运用SolidWorks和ADAMS软件,构建平台仿真模型并进行仿真分析,得出上平台以及各缸体的运动特性曲线,验证平台设计的合理性与准确性。同时分析了整个平台机构的运动过程、运动的极限位置、转角、干涉情况、空间运动位置和运动参数等,对整个六自由度液压系统的安全性及可靠性有重要的指导作用。     

基于LabVIEW的Stewart平台传感与控制系统建模与测试

为了设计面向柔性自动化装配的Stewart机器人传感与控制系统,并且提高系统建模与测试的效率,在Windows环境下,基于Lab VIEW,以Stewart平台为控制对象,进行机器人六维力测量和运动学逆解的建模与计算,然后以PC+运动控制卡(IMC3062E)和PC+数据采集卡(PCI8605)的硬件平台为实验平台,对系统进行开发与测试。结果表明,所开发的传感与控制系统可以有效对六维力/力矩进行测量,并实现对动平台的速度控制。     

双边驱动精密XY运动平台解耦控制研究

针对具有非对称结构的直线电机驱动精密XY运动平台,为提高Y向双边同步运动控制性能,采用解耦补偿器和输出变换矩阵的方法获得了精密XY运动平台Y向解耦控制,并采用相对增益矩阵(RGA)定量分析了解耦性能。同时考虑到X轴位置变化,将解耦补偿器和输出变换矩阵设计成与X轴滑块位置参数相关的,从而实现参数变化解耦控制。运动平台控制仿真结果表明,该控制策略实现了两变量平动和转动的解耦控制,可以较好地完成双边同步控制。     

基于PMAC运动控制卡的六自由度运动平台控制系统开发

通过研究典型Stewart运动平台相关理论,成功研发一台六自由度运动平台样机并进行了相关运动控制试验。该样机采用美国Delta Tau公司的PMAC运动控制卡控制6个步进电机带动的电动推杆实现对运动平台6个驱动杆的伸缩控制,从而达到控制运动平台姿态的目的。     

基于并联机构的船舶运动模拟控制器设计与仿真

基于Stewart并联机构设计六自由度船舶运动模拟器,推导模拟器在给定运动位姿下驱动支链伸缩量的逆解算法。以垂荡-纵摇耦合运动为例,联合MATLAB/Simulink和SimMechanics构建运动模拟器仿真模型,并建立基于PID控制算法的驱动模型。为有效提高模拟器运动精度,基于模糊PID控制算法,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,设计相应的模糊控制器。结果表明：对波浪运动模拟器实施模糊PID控制后,计算得到的驱动支链伸缩位移误差能较快达到稳定值,稳定后误差明显比经典PID控制算法低。     

基于三坐标测量仪的Stewart平台标定技术

针对空间对接半物理仿真系统中Stewart平台的运动精度问题,提出一种基于三坐标测量仪的低成本标定方法.利用通用的三坐标测量仪获取运动平台的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,辨识出运动平台的几何参数并进行误差补偿.此方法的特点是能够保证所有几何参数的可辨识性,不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器,具有较强的通用性和可操作性.本文阐述了该标定方法的标定过程,对残差方程的构造方式进行了讨论,仿真表明标定后平台的运动精度能够达到测量噪声的量级.最后将此方法用于某实际运动平台的标定,经过误差补偿后其精度提高了5倍以上.     

电-液混合驱动的步态模拟系统中非固定Stewart平台的逆动力学分析

针对足踝复合体在步态过程中生物力学特性的研究需求,设计一种基于非固定Stewart平台的电-液混合驱动的六自由度步态模拟系统。利用液压系统驱动Stewart平台的基座,拓展了平台在矢状面内沿步态前-后向的工作空间。对传统的基于牛顿-欧拉法(N-E法)的并联机构逆动力学建模方法进行优化,充分考虑了基座运动所引起的惯性力,完成了非固定Stewart平台的动力学建模。对典型步态模拟过程中非固定Stewart平台在足踝生物力学作用下的动力学特性进行了对比仿真,验证了所提出的建模方法的有效性。     

面向动感仿真的6自由度平台实时求解方法

研究6自由度平台运动求解方法将为动感仿真试验提供新的手段。以改进后的Stewart型6自由度平台为求解数学模型,研究其正解和反解。采用Visual C++编程实现,根据不同平台参数,选择不同函数信号生成运动控制数据;运动控制卡嵌入到工控机中,平台运行时靠程序自动发数据给控制卡;控制卡的输出为模拟电压,经放大器放大后输入比例阀,再由6个比例阀控制6个液压缸的流量,形成闭环控制的数控系统,可实现平台的预期动作。实验结果证明:该方法简单、效率高、易于操作,在3D影院中能伴随影片执行相关动作,同时也可为汽车模拟驾驶测试的路谱提供信号源。     

六自由度转台鲁棒控制的研究

本文针对六自由度转台（又称并联机器人），分析了它单自由度运动情况下负载质量与模拟台运动位姿的关系以及负载质量的变化范围，然后在系统鲁棒性分析的基础上，将负载质量按照变化区间进行划分，并会对每个变化区间设计了各自相应的鲁棒控制器，从而使设计出的系统在负载参数变化的整个范围内都具有良好的性能。最后通过仿真，验证了系统在该控制作用下，性能具有较强的鲁棒性。     

外骨骼关节驱动神经网络滑模力控制研究

针对外骨骼机器人液压关节驱动系统具有非线性、不确定参数等特性,导致模型建立困难以及负重时具有不确定冲击扰动的问题,基于电液伺服系统特性,建立以弹性负载为外负载的数学模型。为减小负重时冲击扰动项对力控制的影响,引入径向基（RBF）神经网络对干扰项进行补偿,设计一种基于RBF神经网络的滑模力控制策略。通过系统特性进一步验证模型可行性,并进行仿真试验对比。结果表明：与PID控制相比,所设计的控制策略响应时间更短,跟踪误差缩小70.5%;变负载工况下,所设计的控制策略具有更好的跟随能力、更强的鲁棒性能,可以满足外骨骼机器人关节驱动的力控制要求。平台试验进一步验证了仿真结果的有效性与正确性。