基于運(yùn)動(dòng)解耦的三維動(dòng)力平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、動(dòng)力工作臺(tái)是機(jī)械加工設(shè)備和多維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的重要輔助部件。它的多維運(yùn)動(dòng)和定位性能將對(duì)機(jī)床加工工件的能力產(chǎn)生直接的影響，同時(shí)也是影響機(jī)床加工效率的重要因素。目前，圍繞機(jī)床工作臺(tái)的多維運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行定位加工已經(jīng)成為多軸機(jī)床發(fā)展的一個(gè)方向。在機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一直是設(shè)計(jì)內(nèi)容中的核心環(huán)節(jié)，它的成功與否決定著設(shè)計(jì)目標(biāo)最終能否達(dá)成。課題從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的解耦原理出發(fā)，分析當(dāng)前動(dòng)力工作臺(tái)存在的缺陷和不足，從工作空間和運(yùn)動(dòng)自由度兩個(gè)方面，闡述新

2、型解耦動(dòng)力平臺(tái)的設(shè)想，著重對(duì)它的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與探討。 首先分析了動(dòng)力平臺(tái)、控制方法以及控制技術(shù)控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)它們存在的不足、原因以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；然后從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理上分析了機(jī)構(gòu)的解耦條件，進(jìn)而提出新型運(yùn)動(dòng)解耦動(dòng)力平臺(tái)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出空間運(yùn)動(dòng)方案、動(dòng)力傳動(dòng)方案、驅(qū)動(dòng)控制方案和伺服跟蹤方案。在分析了傳統(tǒng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，對(duì)研究的新型動(dòng)力平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論，指出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作能力，同時(shí)根據(jù)擬定

3、的驅(qū)動(dòng)控制方案對(duì)它的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行詳細(xì)分析設(shè)計(jì)。 作為重點(diǎn)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分包括硬件和軟件兩大塊，硬件部分涉及整體控制結(jié)構(gòu)、各硬件的選用和功能、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、連接與密封方式等方面，軟件部分包括軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制界面、主控軟件、各控制器程序和通訊單元。其中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的自動(dòng)控制，特別集成了西門(mén)子LOGO!模塊。 在完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分別采用Pro/ENGINEER和MATLAB6.X兩款工程軟件對(duì)三維動(dòng)力平