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文檔簡介
1、轉(zhuǎn)臺是運(yùn)動仿真以及設(shè)備測試的重要試驗設(shè)備,在慣性敏感設(shè)備的設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的全壽命等過程中,都需要轉(zhuǎn)臺參與其校準(zhǔn)、可靠性和驗收鑒定等實驗。所以,研究開發(fā)高性能的轉(zhuǎn)臺對我國航天、航空、航海等軍事領(lǐng)域以及眾多民用領(lǐng)域的發(fā)展具有重大的科學(xué)研究意義和實際應(yīng)用價值。
本文重點研究雙軸轉(zhuǎn)臺的點對點運(yùn)動軌跡規(guī)劃算法。
為了研究轉(zhuǎn)臺的軌跡規(guī)劃算法,本文對實驗所用小型雙軸轉(zhuǎn)臺進(jìn)行介紹并對所需的點對點運(yùn)動軌跡規(guī)劃進(jìn)行分析。本文使用
2、三相交流同步伺服電機(jī)作為轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動電機(jī),使用蝸輪蝸桿減速器來協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速要求與三相交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速的差異。使用工控機(jī)和PCI接口板卡來搭建控制系統(tǒng)硬件。在Windows XP操作系統(tǒng)中編寫控制系統(tǒng)控制代碼。最后通過分析控制軟件中點對點運(yùn)動的需求以及現(xiàn)有點對點運(yùn)動軌跡規(guī)劃算法的不足,指明本文點對點運(yùn)動軌跡規(guī)劃的研究方向。
針對雙軸轉(zhuǎn)臺運(yùn)動過程中運(yùn)動軌跡平滑無沖擊以及滿足一定的速度、加速度和力矩約束的要求,本文研究使用基于二階滑模
3、變結(jié)構(gòu)濾波器的軌跡規(guī)劃算法來進(jìn)行雙軸轉(zhuǎn)臺的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法,使其不僅滿足速度和加速度等運(yùn)動學(xué)約束,而且滿足動力學(xué)約束。并通過仿真對沒有動力學(xué)約束的軌跡規(guī)劃算法和增加了動力學(xué)約束的軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行對比分析,驗證所研究算法的有效性。
針對某些情況下出現(xiàn)的輸出軌跡加速度抖振問題以及時間滯后開關(guān)引起的控制信號切換延遲問題,本文把相平面劃分為發(fā)生抖振的相平面原點附近區(qū)域和不發(fā)生抖振的遠(yuǎn)離相平面原點的區(qū)域。在遠(yuǎn)離相平面原點的區(qū)域,在第
4、三章所述非線性控制策略的基礎(chǔ)上,使用邊界層法改善相軌跡運(yùn)動特性。在原點附近區(qū)域,設(shè)計新的線性控制策略消除抖振的影響。最后對這種方法的效果進(jìn)行仿真分析。
通過實驗驗證本文所研究的基于二階滑模變結(jié)構(gòu)濾波器的軌跡規(guī)劃算法的實際效果。本文使用最小二乘法對雙軸轉(zhuǎn)臺內(nèi)外軸系的庫倫摩擦和粘滯摩擦系數(shù)進(jìn)行辨識,并依此進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量辨識實驗,得出轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動慣量。本文分別進(jìn)行轉(zhuǎn)臺T型加減速軌跡規(guī)劃實驗、S型加減速軌跡規(guī)劃實驗、二階滑模變結(jié)構(gòu)濾波
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