多维控制器的实现机理和实验研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangtianmei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有力反馈功能的多维控制器在人机交互,遥操作、虚拟现实、主从式机器人等领域扮演着重要角色,直接决定了主从式机器人的控制效果和遥操作系统的操作性能。本文以具有力反馈功能的新型六自由度控制器为研究对象,主要完成了以下几部分工作:  (1)针对多维控制器的设计要求,设计了一种适用于多维控制器的新型六自由度并联机构,该机构的优点是:结构简洁,易于加工制造;所有驱动电机均置于机架上,动力性能好;针对该并联机构正解求解复杂,求解速度慢,及具有多解性等问题,本文采用冗余传感器法求解该新型并联机构的位置正解,这种方法求解速度快,能够确定并联机构末端的精确位姿,保证了多维控制器位置控制的实时性和精确性;在位置正解的基础上建立逆运动学方程并得到位置反解的解析解,为多维控制器实现精准的位置控制做好了准备。  (2)在运动学的基础上,对影响系数法进行了扩展应用,将影响系数法应用到支链为混联运动链的并联机构,计算出了新型并联机构的一阶、二阶影响系数矩阵,并建立了机构速度和加速度模型;基于影响系数矩阵,采用Newton-Euler法,建立了考虑构件重力,惯性力,控制器操作手柄受力的动态静力学数学模型,为多维控制器实现力反馈提供了理论基础。  (3)提出了一种搜索速度快、搜索精度高的改良极坐标搜索法,并利用该搜索法绘制出了并联机构定姿态工作空间的截面图和实体图。以内接于工作空间且高度H与直径D相等的圆柱体的直径为目标,获得结构参数与工作空间直径的关系曲线,并关系曲线给出十组工作空间大的机构参数,为六维控制器的设计提供了参考。  (4)利用ADAMS仿真软件,对多维控制器进行了运动学和动态静力学仿真实验,通过仿真实验结果与MATLAB计算结果的对比分析,验证了运动学和动态静力学数学模型的正确性,证实了利用本文运动学和静态动力学模型,能够实现多维控制器精确的位置控制及反馈力控制。  本课题的研究成果为具有力反馈功能的多维控制器的设计和控制奠定了理论基础。
其他文献
中国煤炭资源开采70%左右的产能集中在中西部干旱半干旱区域,而水资源是制约该区域煤炭资源大规模开采的关键因素之一。当前,保水开采和采空区地下水库储水已成为缓解该区域
百年大计,教育为本,教育大计,教师为先.学前教育的飞速发展,必然需求大量的具有专业技术能力和水平的幼儿教师.本文通过对南阳幼儿师范学校2016—2018届毕业生的就业情况进行
随着技术的发展,以及人们对车辆操纵性要求的提高,EPS(电动助力转向)系统以其独特的优势迅速成为目前车辆转向系统的研究热点。EPS系统相比目前主流的液压助力转向系统,其优
目的:分析X线曲面体层摄影在口腔种植中的应用.方法:选取我院2018年12月—2019年8月接收的100名口腔种植手术患者,按随机表法均分为对照组和观察组,每组各50人.对照组:对缺牙
汽车的轻量化使得人们越来越多地寻找新材料,以满足轻量化后汽车安全性等方面的要求。由于双相钢良好的力学性能和成形性,被逐渐应用于汽车车体的各种梁结构。但是,双相钢在
中药中的丸类药物是中药制备工艺中的关键组成部分,传统的丸类制剂有一套独特的制作技巧与制作方法.现阶段,怎样才能对中药丸类药物的制作方式加以改进,以此来更好的提高中药
老年人体质调节是身体健康保持和疾病预防的重要措施,饮食营养干预能够通过对老年人饮食习惯、饮食规律、饮食行为、饮食种类等方面的科学规划,来改善老年人的脾胃功能和气血
本文以益门煤矿煤层倾角变化大、煤层厚度变化大等复杂不稳定的工程地质条件为研究背景,综合运用相似材料模拟实验、数值模拟和理论分析等研究方法,对急倾斜特厚煤层水平分段
预抽煤层瓦斯是矿井瓦斯灾害防治和矿区温室气体减排的有效方法之一,然而,我国70%以上的开采煤层都是低渗透煤层,且煤层吸附态瓦斯在抽采过程中难以解吸,这严重制约了预抽煤
制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是连接企业资源计划层(ERP)与控制层(PCS)的车间生产管理信息系统。近年来,随着ERP的深入应用,以及生产设备的高度自动化