Dynamic Modeling and Simulation of The 6-DOF Parallel Manipulator.pdf

1、六自由度（6- DOF）平臺(tái)是一種并聯(lián)機(jī)器人，它引起了人們的廣泛的興趣，并迅速傳播開來(lái)。與串行機(jī)械手相比，6- DOF并聯(lián)機(jī)器人有精度高、結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)、承載能力強(qiáng)、慣性低和應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于飛行和車輛仿真、宇宙飛船安裝系統(tǒng),球面射電望遠(yuǎn)鏡,高精度加工中心,礦山機(jī)械、制造業(yè)、醫(yī)療應(yīng)用、空間裝置,娛樂行業(yè)及研究應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域。然而其工作空間小以及機(jī)制復(fù)雜性增加了建立模擬器的動(dòng)態(tài)模型的難度。
　　并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)上復(fù)雜的多閉

2、環(huán)鏈在動(dòng)態(tài)問題上面臨諸多困難,如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多被動(dòng)的自由空間運(yùn)動(dòng)學(xué)、顯性的慣性摩擦力、重力分量和逆動(dòng)力學(xué)的解決方案。動(dòng)力學(xué)主要有兩個(gè)問題。運(yùn)動(dòng)操縱的直接問題來(lái)自于外力。這個(gè)問題，與操縱仿真有關(guān)，涉及常微分方程、或在給定初始條件下的差分代數(shù)方程解決方案。第二個(gè)反問題旨在將聯(lián)合轉(zhuǎn)矩或給定的操作運(yùn)動(dòng)力作為時(shí)間函數(shù)，因此，需要代數(shù)和三角函數(shù)。
　　并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)，對(duì)發(fā)現(xiàn)力的結(jié)構(gòu)和聯(lián)合位置，以及速度和加速度作用之間的映射而言，是十分重要的。本

3、文所述新型方法首先從運(yùn)動(dòng)學(xué)模型展開分析，并提出了6-DOF并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)態(tài)模型。作者還認(rèn)為，每一對(duì)鏈接和鏈接之間的關(guān)節(jié)僵硬，缺少摩擦。這些現(xiàn)象的整合體現(xiàn)在6- DOF并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型上。該新型動(dòng)態(tài)模型包括伺服電機(jī)建模和摩擦力建模兩部分。
　　該論文提出，新型動(dòng)態(tài)方程與摩擦力可應(yīng)用于系統(tǒng)中。新型動(dòng)態(tài)方程的開發(fā)基于拉格朗日公式。新型動(dòng)態(tài)方程公式被定義為，6-DOF并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)能和勢(shì)能之間的差異。當(dāng)反饋控制的方法應(yīng)用于移動(dòng)物體時(shí)，

4、摩擦是必不可少的動(dòng)力之一?？刂祁I(lǐng)域長(zhǎng)期對(duì)其他動(dòng)力復(fù)雜調(diào)查進(jìn)行整合,比如多體動(dòng)力學(xué)。鑒于此，我們通常使用摩擦力和力矩的近似模型。作者還認(rèn)為，每一對(duì)鏈接和鏈接之間的關(guān)節(jié)僵硬，缺少摩擦均在這一新型模型中有所體現(xiàn)。
　　動(dòng)態(tài)控制提出了以新的技術(shù)與特點(diǎn)相結(jié)合的滑模控制和關(guān)節(jié)空間控制（SMC+JS）。關(guān)節(jié)間隙控制方案已應(yīng)用于伺服反饋控制環(huán)路中的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面。并且以新的技術(shù)與特點(diǎn)相結(jié)合的滑模控制和關(guān)節(jié)空間控制（SMC+JS）能優(yōu)先滿足

5、控制率的要求。通過對(duì)跟蹤控制模型的研究，我們可以知道，SMC+JS包括兩個(gè)階段：可達(dá)性階段和滑動(dòng)階段。可達(dá)性階段在滑動(dòng)階段的狀態(tài)下應(yīng)用適當(dāng)?shù)目刂扑惴ㄐ纬煞€(wěn)定流形，然后趨向一個(gè)平衡點(diǎn)。這項(xiàng)以新的技術(shù)與特點(diǎn)相結(jié)合的滑?？刂坪完P(guān)節(jié)空間控制可以改善系統(tǒng)的控制性能。
　　動(dòng)態(tài)模型的基于模型的控制是通過使用Simulink進(jìn)行模擬仿真。該模型控制器的測(cè)位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用以新的技術(shù)與特點(diǎn)相結(jié)合的滑模控制和關(guān)節(jié)空間控制的控制器,不存在穩(wěn)態(tài)誤差以