宏-微雙驅(qū)動(dòng)并聯(lián)定位平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及誤差分析.pdf

1、宏/微雙驅(qū)動(dòng)并聯(lián)定位平臺(tái)的定位精度是一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，而影響定位精度的因素主要有兩個(gè)：1、伺服系統(tǒng)的控制精度；2、機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中所能保證的精度。本課題基于實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的六自由度宏/微雙驅(qū)動(dòng)并聯(lián)定位平臺(tái)，以宏平臺(tái)和微平臺(tái)為主要對(duì)象，在建立運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)宏了平臺(tái)和微平臺(tái)的控制策略，盡量消除控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；分析了宏平臺(tái)的機(jī)構(gòu)誤差，微平臺(tái)的柔性誤差。最后，基于粒子群算法針對(duì)宏平臺(tái)的機(jī)構(gòu)誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。
　　具體研究工作

2、如下：
　　機(jī)構(gòu)總體介紹。簡(jiǎn)要闡述了六自由度宏/微雙驅(qū)動(dòng)并聯(lián)定位平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施方案等。在此基礎(chǔ)上確定了本文的主要研究對(duì)象為宏平臺(tái)與微平臺(tái)，并基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)建立了宏平臺(tái)與微平臺(tái)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，采用宏平臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合MATLAB軟件做了數(shù)值仿真。
　　宏平臺(tái)為6-SPS型Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)。因此，在逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，利用拉格朗日法建立機(jī)構(gòu)的理想動(dòng)力學(xué)模型，并基于 MATLAB軟件利用宏平臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行數(shù)

3、值仿真。然后，在機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)中加入“庫(kù)倫-粘滯”摩擦模型，建立含有關(guān)節(jié)摩擦的動(dòng)力學(xué)模型，并迭代求解。
　　設(shè)計(jì)宏平臺(tái)、微平臺(tái)的伺服控制系統(tǒng)，宏平臺(tái)采用閥控液壓驅(qū)動(dòng)，基于模糊 PID設(shè)計(jì)了宏平臺(tái)的伺服控制系統(tǒng)；微平臺(tái)采用電壓型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，針對(duì)微平臺(tái)的低頻工作場(chǎng)合，采用積分分離 PID設(shè)計(jì)了微平臺(tái)的伺服控制系統(tǒng)。最后，利用MATLAB/Simulink分別做了仿真分析。
　　對(duì)宏平臺(tái)和微平臺(tái)進(jìn)行誤差分析。由于宏平臺(tái)在工作過(guò)程中有間

4、隙誤差，利用矩陣微分法構(gòu)建宏平臺(tái)誤差模型，分析機(jī)構(gòu)誤差對(duì)宏平臺(tái)機(jī)構(gòu)末端位姿誤差影響的特性，并利用ADAMS對(duì)含誤差的機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真。由于微平臺(tái)上、下鉸鏈間均采用柔性鉸鏈連接，依靠彈性鉸支桿變形實(shí)現(xiàn)末端平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，因此微平臺(tái)不含有鉸鏈間隙，但會(huì)帶來(lái)柔性誤差。本文利用Abaqus建立柔性體支桿，利用ADAMS導(dǎo)入Abaqus所建立的柔性體支桿，建立帶有柔性上支桿的微平臺(tái)虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)而分析微平臺(tái)的柔性誤差。
　　針對(duì)宏平臺(tái)的機(jī)構(gòu)誤差，