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

1、宏/微雙驅(qū)動并聯(lián)定位平臺的定位精度是一項(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)械傳動過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)動并聯(lián)定位平臺，以宏平臺和微平臺為主要對象，在建立運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)宏了平臺和微平臺的控制策略，盡量消除控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；分析了宏平臺的機(jī)構(gòu)誤差，微平臺的柔性誤差。最后，基于粒子群算法針對宏平臺的機(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。簡要闡述了六自由度宏/微雙驅(qū)動并聯(lián)定位平臺的整體結(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象為宏平臺與微平臺，并基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)建立了宏平臺與微平臺的逆運(yùn)動學(xué)模型，采用宏平臺設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合MATLAB軟件做了數(shù)值仿真。
　　宏平臺為6-SPS型Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)。因此，在逆運(yùn)動學(xué)的基礎(chǔ)上，利用拉格朗日法建立機(jī)構(gòu)的理想動力學(xué)模型，并基于 MATLAB軟件利用宏平臺設(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“庫倫-粘滯”摩擦模型，建立含有關(guān)節(jié)摩擦的動力學(xué)模型，并迭代求解。
　　設(shè)計(jì)宏平臺、微平臺的伺服控制系統(tǒng)，宏平臺采用閥控液壓驅(qū)動，基于模糊 PID設(shè)計(jì)了宏平臺的伺服控制系統(tǒng)；微平臺采用電壓型壓電陶瓷驅(qū)動，針對微平臺的低頻工作場合，采用積分分離 PID設(shè)計(jì)了微平臺的伺服控制系統(tǒng)。最后，利用MATLAB/Simulink分別做了仿真分析。
　　對宏平臺和微平臺進(jìn)行誤差分析。由于宏平臺在工作過程中有間

4、隙誤差，利用矩陣微分法構(gòu)建宏平臺誤差模型，分析機(jī)構(gòu)誤差對宏平臺機(jī)構(gòu)末端位姿誤差影響的特性，并利用ADAMS對含誤差的機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真。由于微平臺上、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)末端平臺的運(yùn)動，因此微平臺不含有鉸鏈間隙，但會帶來柔性誤差。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虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)而分析微平臺的柔性誤差。
　　針對宏平臺的機(jī)構(gòu)誤差，