3-TPS混聯(lián)機床運動仿真與控制算法研究.pdf

1、本文以3-TPS型混聯(lián)機床為研究對象，對該機構的自由度、機構性能、運動學特性、工作空間特點以及在仿真軟件下對機構特點、運動學性能和控制算法做了進一步的分析。所做的研究工作和研究成果如下：
　　 (1)3-TPS型混聯(lián)機床的工作空間有效范圍大，并且工作空間關于X軸對稱，在整個空間內(nèi)連續(xù)無空洞?；谘趴杀染仃?，對機構的奇異性與靈巧性指標進行了研究，得出該機構無奇異位形，機構的可操作度指標W在(0.8，2.45)之間變化。說明機床在工

2、作空間中沒有奇異形位和不定形位，具有良好的可操作性。機床的雅可比矩陣條件數(shù)指標c(J)在(1.0，6.2)之間變化，并且C(J)在隨X,Y,Z軸變化時沒有突變，說明機構的運動靈巧性好。
　　 (2)本課題嘗試采用ADAMS提供的點驅(qū)動、樣條函數(shù)、測量等功能可以很方便的求解并聯(lián)機床的正解，從而省去了大量的數(shù)學公式與編程工作等大工作量的捆擾。另外通過仿真還驗證了機床運動學理論模型的正確性。
　　 (3)通過對該并聯(lián)機構運動學

3、的研究，可知該機構末端執(zhí)行器在實現(xiàn)要求動作時，運動平穩(wěn)、無位置突變，并且速度、加速度曲線也都比較平緩，無突變現(xiàn)象，從而反映了該并聯(lián)機床無沖擊現(xiàn)象，傳遞運動性能良好。
　　 (4)綜合比較這幾種控制算法，確定閉環(huán)控制采用模糊PID算法；針對本文研究的控制算法，將三維建模軟件Pro/E，機構仿真軟件ADAMS和控制仿真軟件MATLAB Simulink三者結合，在Simulink中建立了控制模塊仿真系統(tǒng)，并在虛擬樣機聯(lián)合仿真平臺上進