全海深液壓機(jī)械手粘壓特性補(bǔ)償及變增益控制研究.pdf

1、深達(dá)11000米的馬里亞納海溝富含多金屬結(jié)合礦區(qū)、富鈷結(jié)合礦區(qū)等多種珍貴資源，不僅如此，由于其位于海底最深處，對于探索地球的發(fā)展史也極具價(jià)值。隨著詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海探索者號”成功潛入馬里亞納海溝，人們認(rèn)識到了海底最深處。但海底最深處的環(huán)境條件遠(yuǎn)比人們想象中復(fù)雜，尤其是對液壓系統(tǒng)的影響。因此，全海深環(huán)境條件對液壓機(jī)械手控制系統(tǒng)提出了更高的要求。
　　本論文針對全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性，重新設(shè)計(jì)機(jī)械手所用油缸中O型密封圈對應(yīng)

2、的溝槽尺寸;根據(jù)液壓油的“粘壓關(guān)系”和“粘溫關(guān)系”，建立適用于全海深環(huán)境的機(jī)械手控制模型;利用負(fù)載傳感技術(shù)提出適用于全海深液壓機(jī)械手的變增益控制算法。
　　全文共分六章:
　　第一章，介紹了論文研究背景，通過分析全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對機(jī)械手控制系統(tǒng)的影響，并分析常用機(jī)械手控制算法，提出本論文的研究意義與研究的主要內(nèi)容。
　　第二章，從硬件、軟件架構(gòu)和控制算法三個(gè)方面分析了全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性對機(jī)械手控制

3、系統(tǒng)的要求，著重研究了海水深度與控制系統(tǒng)、壓力反饋與負(fù)載計(jì)算方法。
　　第三章，針對全海深環(huán)境的“高壓低溫”特性，利用粘度與壓力和溫度的關(guān)系，建立萬米深海環(huán)境對應(yīng)的壓損模型;利用閥控非對稱缸的經(jīng)典模型建立并分析機(jī)械手單關(guān)節(jié)控制模型;最后，通過拉格朗曰能量法建立機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型。
　　第四章，通過建立并分析機(jī)械手的靜負(fù)載模型，設(shè)計(jì)基于固定增益的機(jī)械手控制算法;通過分析機(jī)械手動態(tài)負(fù)載，其負(fù)載變化較大但可通過機(jī)械手的動力

4、學(xué)模型建立對應(yīng)的動態(tài)負(fù)載模型，對此設(shè)計(jì)了基于動態(tài)負(fù)載模型的基于變增益的負(fù)載傳感液壓機(jī)械手控制算法。
　　第五章，利用建立的機(jī)械手模型進(jìn)行仿真分析，基于實(shí)驗(yàn)室機(jī)械手的實(shí)驗(yàn)平臺，使用LabVIEW界面模擬上位機(jī)功能，分別獲得了機(jī)械手手爪持重負(fù)載未知和已知的對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了基于變增益的負(fù)載傳感機(jī)械手控制方法的有效性。
　　第六章，總結(jié)歸納了本論文研究的主要內(nèi)容，指出創(chuàng)新點(diǎn)的同時(shí)針對該論文中的不足提出了改