液压驱动Stewart平台稳定器的自整定PID控制研究

为了实现在基础激励下,保证Stewart平台具有较好的隔振效果,设计了 一种用于液压驱动Stewart平台稳定器的自整定PID控制器.通过执行机构驱动的轴向力,求取总的主动力及惯性力的模型,并将其用以Kane方程的计算,在Kane方程的基础上,建立了六自由度液压驱动Stewart平台的非线性动力学模型.利用Stewar...     

基于滚珠丝杠传动的六自由度平台设计研究

针对液压传动六自由度平台系统结构复杂且难以控制的缺点,设计了以步进电机驱动滚珠丝杠传动的六自由度平台。运用SolidWorks软件构建了平台的模型并进行运动学仿真,得到了上平台及各丝杠的运动特性曲线。同时分析了平台的工作空间、干涉和运动过程等,验证了平台能够合理正常的运动,并利用物理样机完成验证。     

液压驱动Stewart平台位姿控制仿真

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，联合平台的运动学和动力学，构建了整个位姿系统的模型；研究了平台的位姿控制策略，并进行了频率特性分析和仿真分析，验证了控制策略的有效性。     

Stewart平台的综合谐振频率研究

载人的大惯量Stewart平台,多采用液压伺服系统驱动,其必然存在液压-机械综合谐振问题。这是由于油液的可压缩性、传动铰链的弹性及负载惯性等引起的。本文首先根据力-变形关系推导出Stewart平台的刚度矩阵,然后分别根据铰链和液压缸各自组成构件的串并联关系,推导出三维万向铰链和液压弹簧刚度的数学模型。进而建立了液压Stewart平台的无阻尼动力学方程,并据此研究了系统的综合谐振频率。理论计算与实验结果表明,平台的位姿、油液与铰链的刚度等因素决定了系统的综合谐振频率。     

六自由度减摇模拟器系统研发

采用六自由度运动平台模拟船舶的运动,在其上部安装六自由度Stewart平台作为减摇装置,将船舶运动平台的位姿实时反馈到Stewart减摇平台的控制系统中,通过减摇控制算法获得减摇平台的控制信号,对Stewart减摇平台进行同步控制,实验结果证明减摇效果非常有效,理论上可以达到静止的效果。     

基于神经网络PID控制的液压驱动Stewart平台稳定性研究

Stewart平台运动轨迹容易受到外界波形的干扰,导致其运动轨迹输出误差较大,稳定性较差。对此,创建了液压驱动Stewart平台简图模型,推导了连杆动力学方程式。设计了液压驱动机构,给出了液压流量控制方程式。引用PID控制器并进行改进,设计了神经网络PID控制器。采用Matlab软件对Stewart平台两种控制方法进行仿真,将仿真结果进行对比和分析。结果显示:在无干扰环境中,两种控制器都能较好地实现Stewart平台运动轨迹的跟踪任务,差别不大;在有干扰环境中,采用PID控制器的Stewart平台运动轨迹输出误差较大,稳定性较差,而采用神经网络PID控制器,Stewart平台运动轨迹输出误差较小,稳定性较好。采用神经网络PID控制器,Stewart平台能够自适应调节控制参数,降低外界波形对平台运动轨迹的影响,提高Stewart平台运动的稳定性。     

基于压电陶瓷的并联六自由度平台的位姿控制模型与验证

针对传统电机驱动的小型Stewart平台无法达到纳米级定位的问题,设计了一种基于压电陶瓷的并联六自由度平台。该平台采用球副连接、对称分布及单层结构的设计,起到提升小型Stewart平台的定位精度的目的。通过分析并联六自由度平台定位原理,构建了6个自由度的位姿控制模型。通过仿真软件进行有限元分析,同时,在实体样机上进行实验分析,验证位姿控制模型的正确性。分析结果显示：并联六自由度平台沿X、Y和Z方向的行程均为-13.48～13.99μm,沿U、V方向的行程均为-616.59～639.17μrad,沿W方向的行程为-406.02～391.68μrad。目标位移与实验结果的最大误差为3.71%,验证了位姿控制模型的正确性。     

考虑液压缸影响的Stewart平台动力学分析

由于液压系统的特点及Stewart平台的结构特性,液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用.针对负载小的情况,在对Stewart平台进行运动学分析时,考虑了缸铰点的速度和加速度.详细分析液压缸缸筒、活塞杆两体由于重力和惯性力的作用,在平动和转动时对Stewart平台动力学分析时产生的影响.建立包括液压缸影响的、详细的Stewart平台动力学模型,为Stewart平台的准确设计、分析和控制奠定基础.     

Stewart型六自由度运动平台反解算法研究

Stewart型六自由度运动平台,能够完成空间中六个自由度的运动。该文通过研究Stewart平台的机构特点和相关理论,总结出其运动学反解的运算规律,根据运动规律编写了反解算法,并通过Matlab中的Simulink建立了运动模型。给定目标姿态曲线,通过运算对运动仿真模型进行控制,即可得出运动曲线。通过比较仿真曲线与目标姿态曲线的吻合程度,即可判断算法的正确性。该研究过程为六自由度运动平台及其控制系统搭建提供了理论依据,为六自由度运动平台作为振动台进行测试试验奠定了基础。     

步进电机驱动六自由度并联运动平台设计

为了能够在实验室内进行小型仪器元件的六自由度运动模拟和演示,设计了以步进电机驱动滚珠丝杠传动的小型六自由度并联运动平台。通过运动学反解建立了算法公式,应用Matlab仿真,得出了平台运动时各支路长度的变化曲线,验证了求解算法的正确性;运用Kutzbach-Grubler公式分析了电驱动UPU结构形式并联运动平台自由度的计算方法。根据给定参数建立了平台的三维模型,进行了结构协调性检测,并完成了步进电机驱动的六自由度平台的实体结构研制。将Lab VIEW组态软件与Matlab脚本解算程序结合,用于对平台的运动控制。测试结果表明:平台完全可以按照预定轨迹进行空间6个自由度的运动,实现对小型仪器元件的运动模拟。