一、Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真（论文文献综述）
李东[1]（2021）在《Stewart并联机器人的动力学建模与柔顺控制策略》文中指出在中国制造2025和工业4.0的产业政策影响下,智能仓储和自动化物流近年来逐步兴起。可移动式的装配机器人工作空间大、柔性高,更符合现代工厂的应用需求。目前工业装配领域应用较多的都是串联关节式机器人,该类机器人承受负载能力小,仅可以应用于小型和轻型工件的组装。相比于串联机器人,并联机器人具有一些独特的优点,例如并联机器人可以承载较大重量的工件、位置控制精度高、在其末端的工件惯性小。本文以Stewart并联机器人为实验平台,设计了基于动力学前馈补偿的力柔顺控制和基于位置的阻抗控制策略,并完成了控制系统的仿真和实验。本文的主要研究内容为:首先,本文对Stewart并联六自由度平台进行了结构简化并建立了世界坐标系和动坐标系。简单介绍了Stewart平台逆运动学公式的推导过程,给出了平台6个支链的线速度、线加速度、角速度、角加速度的推导公式。本文还对Stewart并联机器人的动平台和6个支链的转动惯量进行了推导,为平台的逆动力学建模做准备。使用Newton-Euler法建立了Stewart平台的逆动力学理论计算模型,利用Matlab和Adams搭建了仿真模型,验证了逆动力学理论模型是正确的。其次,本文研究分析了以电机和滚珠丝杠为一体的伺服运动系统,建立了伺服运动系统的动力学方程。为了实现Stewart并联机器人基于动力学前馈补偿的力柔顺控制,伺服运动系统的摩擦力是不能被忽略的,所以本文建立了基于库仑—粘性的摩擦模型,并通过实验确定了摩擦模型中未知的参数。本文提出了基于动力学模型的外力估计方法,该方法可以让Stewart平台检测到外力作用并估计外力的大小。由于在力矩模式下,机器人的位置控制精度很难保证,所以本文又设计了Stewart平台基于位置的阻抗控制算法。最后,详细介绍了实验平台硬件控制系统的构成,给出了本文研究的Stewart平台的结构参数。利用C++编程语言在Vs2015+Qt5.8的编程环境下,编程设计了软件控制界面、上位机与硬件系统的通信函数以及控制算法函数。在此基础上,完成了Stewart平台基于动力学前馈补偿的力柔顺控制实验和基于位置的阻抗控制实验,对比分析了两种控制方法的实验效果,选择了柔顺控制响应速度快,控制精度更好的控制方法来完成平台的工件装配任务。
平思亮[2]（2021）在《车载作业机器人的动力学建模与控制技术》文中提出现代林业作业任务正面向机械化、智能化,对野外作业机器人能够适应多变的、复杂的野外环境以及各种气候环境提出了更高的要求。安装在行驶车辆上方的作业机器人由于受到野外复杂地形的影响,容易造成作业对象识别丢失、目标特征提取困难,因此保证作业机器人的操作精准性和稳定性已成为车载作业机器人智能化的重要课题。本文以车载作业机器人为研究对象,深入研究了系统的动力学建模与控制技术,主要围绕以下四个方面进行研究:（1）首先介绍了车载作业机器人的总体设计方案,分为承载车辆系统和作业机器人操作平台系统两大模块,详细描述了系统组成及功能、工作原理以及设计要求及参数。全地形车辆提供速度控制、轨迹跟踪和所需导航功能的高级控制体系结构;二自由度的作业机器人旋转关节构型为回转-俯仰,通过PID闭环控制,操作灵活。（2）然后基于拉格朗日法建立了作业机器人数学模型,对作业机器人各关节进行了动力学分析,得到受控对象转矩对关节运动的影响规律;对作业机器人进行正、逆运动学分析,得到作业机器人末端位置姿态和各关节位置之间的关系,为作业机器人伺服控制系统中的PID控制方法提供了理论依据。此外研究了陀螺操纵平台惯性稳定性与空间定位转换特性,设计了陀螺操纵平台的非惯性位置控制方式下的切换控制策略和惯性速率控制模式下的主从控制结构,总结出目标转换规律。整体为下一步作业机器人仿真提供理论基础。（3）其次建立了全地形车的转向系统的数学模型,通过对以速率为受控对象的转向控制和对目的地距离与剩余时间的速度控制,实现了全地形车的定位寻踪。建立了全地形车的悬挂系统数学模型,在系统中对弹簧质量速度和非弹簧质量速度的差值实施PID控制,得到了悬挂系统振动控制规律。为下一步车载作业机器人的目标识别定位和振动控制提供理论依据。（4）最后在OpenModelica软件中进行车载作业机器人系统建模和仿真两方面工作。对于建模方面开发了二自由度（方位角和俯仰角）机电一体化的模型库,快速的建立作业机器人动力学模型;组装了完整的车辆系统,将车辆行驶的数字化等级路面与行驶系统振动模型结合,构建了在各级路面和档位下车辆系统的动态随机载荷时间历程以及道路载荷谱,为后续车载作业机器人控制系统Stewart试验台试验与控制算法开发提供试验和仿真输入数据;开发了Stewart并联振动平台仿真模型,根据Stewart平台选择的陀螺仪传感器进行建模与仿真研究,目的是基于Modeilca语言建立陀螺仪的模型,通过陀螺平台测量车载作业机器人运动控制过程的姿态;进行了行驶系统数字化路谱仿真、Stewart平台系统仿真以及作业机器人系统模型仿真,获得作业机器人载在Stewart平台振动干扰下的控制响应曲线,在误差范围内控制方法响应效果较好,对位置跟踪精度较好。总体上二自由度机械臂实现的俯仰角和方位角更能够快速收敛稳定,两者都能够快速逼近理论轨迹曲线并做出合理的机械臂运动时角度偏差补偿,控制效果较优;案例验证表明采用modelica仿真的方位角和俯仰角响应变化趋势与案例中利用matlab仿真结果的变化趋势一致,与matlab/adams联合控制仿真研究相比,基于modelica部件的模型库研究,将控制系统与机械系统集成于一个软件中,为炮塔系统动力学与控制系统的研究带来较大便利。因此,modelica可以用于车载作业机器人的系统建模和PID控制策略仿真模拟。
邵可鑫[3]（2021）在《基于混联机器人的重载精调装备理论分析与仿真验证》文中指出近年来,我国航天事业飞速发展,新型航天器的大型化、集成化、多样化发展趋势给总装研制任务带来了新的挑战。为解决总装任务中存在的工艺复杂、精度要求高、风险不可控的技术难题,针对大型航空航天装备中关键零部件大承载、高精度、一体化的总装需求,提出了一种基于混联机器人,集宏动调姿、微动调姿、转运停放功能为一体的重载精调装备。在本文中对该重载精调装备进行了构型设计分析、运动学分析、动力学分析及仿真验证,研究内容主要集中在以下四个方面:首先,针对工况要求对重载精调装备进行构型设计,基于模块化设计思想,提出宏微双动结构的系统设计方案,将具有“两转一移”自由度的宏动调姿模块和具有“三转三移”自由度的微动并联调姿模块合理融合。并且提出了一种新型的并联机构的驱动分支,该分支采用二级增力机构,利用丝杠传动和轴杆增力机构,在减小空间结构尺寸的同时保证调姿空间与承载能力。其次,对重载精调装备进行运动学分析。利用平台的几何特征建立约束方程,根据工件的实际调姿工艺,求解重载精调装备位置正反解,并提出了一种结合神经网络,利用数值法对并联机构进行位置正解求解的方法,再根据约束条件和位置反解绘制精调装备的工作空间。采用求导法得到重载精调装备的运动学影响系数矩阵,推导出重载精调装备两模块的速度和加速度公式。然后,建立重载精调装备的动力学模型。分别对重载精调装备各部分的动能和势能进行分析,建立系统的拉格朗日动力学方程,分析得出混联机构中八个移动主动副的驱动力和一个转动主动副的驱动力矩。最后,建立重载精调装备动力学仿真模型,以验证运动学和动力学理论计算的正确性。测量出重载精调装备各机构运动学和动力学仿真曲线,与理论计算的曲线进行对比,证明重载精调装备的运动学和动力学理论分析的正确性;再利用MCD仿真平台对重载精调装备进行联合仿真,建立精调机构的虚拟样机,绘制出工作路径,验证了重载精调机构的功能特性。
宋井科[4]（2021）在《一种两转一移3-UPU并联运动模拟器的设计与分析》文中研究表明运动模拟器在军事、科研、工程、武器研发、民用娱乐、医疗康复等领域均发挥着重要作用,涵盖海、陆、空各方面,对一个国家的科技、国防及经济建设等具有长远的战略意义。运动模拟器已经在众多汽车、飞机的仿真测试、船舶模拟、军事训练和娱乐体验等使用场合中,取得较好的模拟效果。本文基于一种具有多转动中心的两转一移3-UPU并联机构,设计出一种3自由度并联运动模拟器,能够完成升降、侧倾、俯仰三种运动,可以用来模拟飞行器、船舶、驾驶场景或应用在动感座椅等其他民用娱乐设备上。并对其进行了运动学分析、性能分析、尺度综合、有限元优化、考虑关节摩擦的动力学建模、控制分析等方面。本文的主要研究内容为:系统地分析了2R1T多转动中心3-UPU并联机构在不同几何尺寸及装配条件下的运动学反解。根据约束平面的位置及装配条件,分为5种变异机构。分析了机构的运动/力传递性能和约束性能,得出其性能与位置参数d之间的变化关系。基于性能图谱,对机构的奇异问题进行系统的分析,并通过样机对奇异的位形进行验证。基于3-UPU并联机构,设计出一种3自由度并联运动模拟器;兼顾传递性能与约束性能,对机构进行了尺度优化,根据优化的结果,初步确定了模拟器样机的尺寸。通过Solid Works和Workbench软件进行联合仿真优化,并以危险位姿的最大变形最小为优化目标,使末端平台的变形达到最小。采用封闭矢量法对3-UPU并联运动模拟器进行速度与加速度分析,得到缸体、推杆及运动平台的速度及加速度。考虑库伦摩擦,对转动及移动关节进行摩擦建模,并应用Newton-Euler方程,考虑关节摩擦建立了两转一移3-UPU并联运动模拟器的动力学模型,并应用Recur Dyn动力学仿真软件和MATLAB进行了联合仿真验证。对3-UPU并联运动模拟器在关节空间内的PID分散控制器进行设计。基于Simscape软件,建立两转一移三自由度并联运动模拟器的虚拟样机模型,并搭建控制系统,基于运动学模型,对驱动关节进行分散PID运动控制仿真。基于虚功原理,建立了可用于动力学控制的逆动力学模型。并基于Simulink中的Simscape平台,搭建控制系统进行逆动力学控制仿真验证。
郑祥谱[5]（2021）在《基于Stewart结构的并联平台及其在姿态稳定中的应用研究》文中研究表明Stewart平台是一种并联结构的六自由度平台,具有载荷能力强,运动精度高等优点,在运动模拟器,并联机床,航空航天等多个领域都有广泛应用,是并联机器人的一个研究热点。本文以Stewart并联结构平台为研究对象,研究了Stewart平台的特性并探讨该并联机构在颠簸环境下作为姿态稳定平台的应用。运动学建模是并联机器人研究的重要环节。本文研究了Stewart平台的运动学模型,其中包括了以电缸作为支杆特有的回转误差,并基于该运动学模型实现了一套Simulink环境下完整的Stewart并联结构平台的仿真系统,完成了仿真模型的线性系统辨识并基于LQR（线性二次调节器）原理设计了最优控制器。最后通过轨迹跟踪仿真实验验证了本文讨论的运动学模型和最优控制器的正确性和有效性。运动学参数的精确标定对提高Stewart平台的控制精度有重要意义,现有的标定方法往往需要借助于激光跟踪仪等昂贵的仪器设备进行测量。本文提出了一种采用普通光学相机和标定模板的基于计算机视觉方法的Stewart运动学参数的在线标定方法。该方法可以在相机坐标系和Stewart上平台坐标系变换关系未知情况下,仅通过棋盘格标定模板和Stewart平台自身相对位姿变化完成参数的标定。通过实验证明该方法可以有效并且快速地消除物理样机中初始杆长误差。本文以抗颠簸的稳定平台作为应用,构建了基于Stewart并联结构的稳定平台。该系统以IMU（惯性测量单元）作为系统感知输入,无刷直流电机作为作动器,完成了基于EtherCAT总线的嵌入式系统,实现了一套Stewart并联结构的姿态稳定平台,并在室内环境下以Stewart平台运动作为激励和在室外环境下以真实颠簸道路作为激励实施了实验,给出了实验测试数据。其中,针对多轴伺服系统的时延问题,本文讨论了EtherCAT总线下通信时延测定。同时对轨迹规划实现、IMU姿态合成方法做了研究。讨论了电缸回转误差的软件补偿方法。最后讨论了控制器的前馈设计,并验证了前馈的有效性。
魏昊然[6]（2020）在《大型镜面加工装备并联模块控制策略研究》文中进行了进一步梳理随着信息技术的不断发展,现代加工装备正由数控加工机床向工业加工机器人的方向发展,并在光学系统加工平台的新领域内发挥着越来越显着的作用。在现代光学加工中,随着光学元件的精度与分辨率等参数的要求不断提高,对其加工装备的要求也越来越高。目前,光学系统中的镜面加工装备正朝着高精度、高效率的方向快速发展,现代加工装备在推动技术发展的同时能够带来更大的经济效益,因此对光学系统中的镜面加工装备进行研究具有重大意义。为了提高光学镜面加工装备的加工精度,需要增强其控制性能,同时对其控制策略进行进一步研究。并联机构具有较强的承载能力、较大的工作空间、无累积误差和较高精度等一系列优势,结合串联机构而成的混联机构成为了在满足大型光学镜面加工条件下加工装备整体机构的最佳选择。但是并联机构具有较强的非线性,并且多条驱动支链的存在导致并联机构运动学和动力学关系比较复杂,加大了并联机构的控制难度。本文以五自由度混联机构的大型镜面加工装备为研究对象,主要对其并联机构模块的运动学、动力学和并联机构虚拟样机以及控制策略进行深入研究,主要研究内容如下:1)针对大型镜面加工装备并联模块的逆运动和正运动分析求解问题,首先采用向量余弦方法,建立并联模块和串联模块的空间坐标系,并且根据向量几何关系推导出并联模块的逆运动学解,从而获得驱动支链的位移变化、轴向速度和加速度的运动轨迹;通过Newton-Raphson方法对并联模块进行正运动学求解,通过基于正运动学的仿真分析获得动平台中心点运动轨迹,从而满足控制精度要求;在考虑运动副作用力的情况下,利用牛顿-欧拉法构建镜面加工装备并联模块的动力学模型,得到驱动支链的驱动力变化曲线,结果表明,运动副作用力（即接触力和摩擦力）对驱动支链的驱动力具有重大影响,最后将所得的并联模块的动力学模型转化为便于控制策略研究的显式形式的动力学模型。2)将在三维建模软件Solidworks中已建立的镜面加工装备的实体模型导入至Adams中,并利用Adams的虚拟仿真功能搭建加工装备并联模块机构的运动仿真模型,通过仿真分析验证了运动学和动力学结果与理想计算值的一致性,进一步验证了所建立的运动学和动力学模型的可靠性;利用MATLAB的Simulink工具箱建立基于FCS-MPCC的永磁同步电机伺服系统的仿真模型,并与传统FOC控制进行比较,该伺服控制模型具有响应速度快、抗干扰性强,控制精度高的优点;最后通过Adams与Simulink的联合仿真,进行了加工装备的整个控制系统的仿真实验平台搭建,为后续控制策略的研究做了良好的铺垫。3)从运动学和动力学的角度出发,对镜面加工装备并联模块的控制策略进行研究;在考虑并联机构动力学特性的基础之上,设计出空间多输入、多输出的三种控制器,分别为非线性PD控制器、增广非线性PD控制器和基于非线性PD控制的计算力矩PD控制器,并对其闭环稳定性进行分析,同时构建并联模块控制器的仿真模型。通过仿真结果表明,与传统PD控制器相比,该三种控制器在整个运行过程中具有较强轨迹跟踪性;该三种控制器都能够使加工装备的并联模块平稳运行,其中基于非线性PD控制的计算力矩控制具有较强的跟踪性,并且具有较小的运动轨迹跟踪误差。4)以建立的并联模块的动力学模型为基础,从动力学的角度出发,建立并联模块的控制系统模型,采用同步控制技术,提出了一种新的同步控制方法;首先介绍分数阶微积分PID控制理论;其次根据泰勒公式将加工装备并联模块中的动平台中心点运动轨迹的期望轨迹点进行展开;然后推导出并联模块动平台中心点各自由度的跟踪误差和其运动之间的同步误差;最后通过计算获得并联模块动平台中心点的轨迹跟踪总误差,并且结合分数阶控制技术,构造出基于工作空间的镜面加工装备并联模块控制系统的同步控制策略;通过仿真分析证明了所设计的控制器的可靠性和更好的轨迹跟踪性能。
吴范徐齐[7]（2020）在《仿咀嚼运动机器人建模与性能研究》文中指出仿咀嚼运动机器人是一类可以模拟人类咀嚼运动,还原人类咀嚼力的机械装置,其研究成果在口腔医学和食品科学等领域具有广阔的应用前景。本文从人类咀嚼运动可分为切碎和研磨两个阶段的特点出发,提出了一种以3-UPS/RPP并联机构为主体结构的少自由度仿咀嚼运动机器人,并对该机器人的运动学性能展开研究。首先,结合相关医学知识对人类咀嚼运动的特点进行简要分析,提出了一种以3-UPS/RPP并联机构为主体结构的少自由度仿咀嚼运动机器人,并基于自由度计算公式验算了其自由度。在UG软件中建立了仿咀嚼运动机器人的三维模型,以此介绍了仿咀嚼运动机器人的两种工作模式并通过标架描述说明了各模式中运动自由度与人类咀嚼动作的对应关系。其次,基于空间机构学的相关理论,构建了3-UPS/RPP少自由度仿咀嚼运动机器人的运动学模型。通过对驱动支链和约束支链的分析,给出了3-UPS/RPP仿咀嚼运动机器人位置逆解的解析表达。随后基于位置逆解结果,对仿咀嚼运动机器人进行了位置正解计算。最后对仿咀嚼运动机器人进行速度分析,求解了机构的雅可比矩阵,为后续进一步的机构性能分析奠定基础。接着,基于位置逆解模型,综合考虑驱动支链和约束支链中各运动副的约束条件,运用数值离散搜索法求解了仿咀嚼运动机器人的工作空间,运算结果表明该机构的工作空间满足模拟人类咀嚼运动的基本需求,后采用Gosselin分析法对机构的奇异性进行了分析,并基于雅可比矩阵定义了可操作度、灵巧度及静刚度评价指标,对机构的运动性能做了进一步的数值仿真分析。最后,就切碎和研磨两种模式的工作实例,在ADAMS软件中对仿咀嚼运动机器人进行运动学仿真分析,通过将仿真结果与理论计算结果做对比,验证了运动学理论分析的正确性。随后,在运动学仿真的基础上对机构进行动力学仿真,从而进一步观察机构的运动性能。同时,基于PID控制方法设计了仿咀嚼运动机器人的控制系统,并采用Simulink和ADAMS联合仿真的形式验证了控制系统的有效性。研究结果表明所设计的仿咀嚼运动机器人具有平面内的三个自由度,通过转换工作平面能够完成切碎和研磨两种模式的运动,满足对人类咀嚼运动模拟的设计要求。本文的研究为该设计的实际应用提供了理论依据,少自由度并联机构相对于传统的Stewart平台等6自由度机构有着结构简单、造价低、易于控制等不可替代的优势,深入开展相关的研究可以给仿咀嚼运动机器人的设计与制造提供新思路。
赵忠[8]（2020）在《基于逆动力学前馈系统的并联机器人控制技术研究》文中进行了进一步梳理基于中国制造2025与工业4.0的背景下,机器人在航空航天、海洋装备制造等领域中得到广泛的应用。目前,现有的通用型装配机器人大多以串联关节型工业机器人为本体,该类型机器人仅适用于轻小型工件的对接和装配,由于外界环境对机器人末端施加力和力矩,致使其在对接与装配过程中运动不平稳、精度不高。本文针对此问题,结合吉林省科技发展计划项目“具有自主定位导航的大工件柔顺装配对接机器人”,搭建以并联六自由度机器人为本体的实验平台,设计一种逆动力学前馈系统,并完成系统的仿真和相关实验,主要工作如下:（1）研究分析国内外现有动力学建模方法和动力学控制技术,对建模方法和控制技术的优缺点做出总结,根据吉林省科技发展计划项目“具有自主定位导航的大工件柔顺装配对接机器人”,提出了基于逆动力学前馈并联机器人控制系统方案,依据系统方案选取系统硬件,设计了电气连接图,完成了系统硬件平台的搭建和调试。（2）构建并联六自由度平台的逆动力学模型。首先,通过逆运动学公式推导平台和电动缸的速度、加速度、角速度、角加速度等参数,应用平行轴定理推导出平台和电动缸的转动惯量。此外,采用牛顿-欧拉法构建并联六自由度平台逆动力学模型,并将该模型整理成矩阵形式。最后,分别由Matlab/Simulink仿真模型与ADAMS仿真模型解算出各个电动缸轴向力,并通过比较二者的差异,验证其逆动力学模型的正确性。（3）设计逆动力学前馈系统。首先基于粒子群算法对逆运动学三环（位置环、速度环、力矩环）控制系统中的PID参数进行整定,并设计包含阻抗控制模型的逆动力学前馈系统的总控制系统。然后利用Matlab/Simulink建立包含逆动力学前馈的控制系统与运动学闭环的系统仿真模型,得出包含逆动力学前馈的系统不仅可大幅提高电动缸的位置跟踪精度及响应速度,同时可有效抑制了外界环境对系统的干扰。（4）系统的软件设计与实验。在windows系统下通过VS2013与Qt软件编写控制程序和操作界面,并在机器人末端受到环境干扰情况下对其进行定位实验。实验结果表明,本文采取的方法能够有效抑制外界环境对系统的干扰,保证系统运行的平稳性,并提高运动的精确性。
陈泽栋[9]（2020）在《六自由度位姿平台机构分析与运动控制策略研究》文中提出随着经济社会的发展,国防工业对具有运动范围大、调整速度快、控制精度高、承载能力强的运动模拟设备或者调整设备提出了更高的要求。本文以北京航天控制仪器研究所承担的国家重点研发计划中的用于航空重力仪的车载位姿平台研制课题为依托,对六自由度位姿平台的运动学、动力学、控制策略、精度测量及误差机理进行了理论分析、计算机仿真和相关的实验研究。在运动学分析中,首先根据上平台与各个作动器之间的约束关系,建立了六自由度位姿平台运动学反解数学模型,通过仿真实验验证了运动学反解模型的正确性,并根据模型建立了运动学反解GUI程序。接着针对传统六自由度位姿平台正解中存在的求解难度大、精度低、初值选取难的缺陷,提出了一种利用SOA搜索算法进行牛顿迭代初值补偿的运动学正解方法,构建了相应的仿真模型并给出了计算实例。最后在研制的六自由度位姿平台样机上进行实验,结果表明该算法具有较高的收敛精度和稳定性,为后续设计控制策略奠定了基础。在动力学分析中,首先利用Sim Mechanics模块构建了六自由度位姿平台虚拟样机,定义了上下平台和六个作动器的结构参数和相应的刚体约束关系,然后针对三维模型进行了极限位姿干涉分析和静力学分析。接着对驱动系统进行研究,分别建立了电动缸缸体和PMSM电机的数学模型,针对电机模型设计了双PI控制器和滑模速度环控制器,通过对比仿真发现,滑模速度环控制器能够有效减小电机调整力矩。最后建立了完整的位姿平台仿真模型,并对模型开展了耦合性分析,发现在低频情况下可以忽略电动缸之间的耦合作用从而进行分散控制,为后续实现双层闭环控制打下基础。在运动控制策略研究中,首先在铰点空间和工作空间上分别设计了前馈解耦PD控制和自适应滑模控制两种策略,通过仿真实验表明,工作空间控制具有良好的鲁棒性但是控制精度相对较差,铰点空间前馈控制具有较高的精度但是对外界干扰较为敏感。为了解决这个问题,本文设计了一种双层控制策略,即内层采用前馈解耦PD控制来保证控制精度,外层采用工作空间自适应滑模控制,来抵消外界干扰造成的精度下降,通过实验发现,双层控制能够显着提高位姿平台的跟踪精度并保持较好的鲁棒性。在位姿平台精度检测和分析中,首先介绍了六自由度位姿平台控制系统常用的功能模块和软硬件组成,接着使用倾角仪和双频激光干涉仪结合特殊工装分别对位姿平台静态精度进行检测,得到双层控制策略下角位置静态精度为0.018°,线位移静态精度为1.2mm。接着针对平台动态精度进行测量,发现上平台在作5°、1Hz的横滚运动时,幅值仅衰减3.6%,符合系统动态要求。
刘慧珍[10]（2020）在《多杆隔冲装置动力学特性仿真研究》文中指出惯性导航系统是舰载装备实现智能化和信息化的重要设备,其抗冲击性能决定了军用舰船在服役期间的战斗力和生命力,是未来海军作战胜负的关键一步。因而,为了改善舰船惯导系统服役期间的动力学环境,须在舰船和惯导系统之间安装冲击隔离装置,以一种由多杆并联耦合构成的隔冲装置为研究对象,主要对以下几个方面内容展开研究:1)基于多杆隔冲装置结构布局、空间构型,利用Lagrange法建立单个隔冲模块动力学模型,得到隔冲模块动态响应曲线,并在此基础上分析其刚度特性。结果表明:隔冲模块两两对称的布置形式提高了载荷分配的均匀性,使隔离装置的横、纵向刚度具有一致性;隔冲模块横、垂向呈现不同刚度特性,垂向与横向相比,抗冲击性能更好。2)基于坐标变换矩阵,利用螺旋理论和多维隔冲的基本原理建立装置动力学理论方程,对其进行解耦处理得到装置冲击响应解析解和数值解,与基于ADAMS建立的仿真模型标准冲击载荷下响应结果进行对比分析,利用冲击试验机对多杆隔冲装置进行落锤式冲击试验。结果表明:多杆隔冲装置能够有效隔离标准规范下的强冲击载荷,理论冲击响应与ADAMS仿真响应结果契合度高,表明理论模型的有效性和准确性,仿真与试验响应结果吻合性好,仿真模型能高度还原装置受到冲击后的真实响应情况,且在强冲击环境下仍有较好的隔冲能力,隔冲性能具有稳定性。3)借助ADAMS建立多杆隔冲装置参数化模型,分析装置隔冲杆刚度系数k、阻尼系数c、动、基平台垂向高度h、动、基平台铰接点半径rb、动平台铰接点半径rh动、基平台铰接点夹角αh,αb等结构参数对装置抗冲击性能的影响规律,并求解特定变化范围内抗冲性能最佳时的结构参数。结果表明:横、纵向施加冲击激励时,冲击隔离率随着h、rh、αh的增大呈正相关变化,反之,随着k、c、αb、rb的增大呈负相关变化。垂向施加冲击载荷时,冲击隔离率随着k、c、h、rh、αh的增大呈减小趋势,反之,随着αb、rb的增大呈增大趋势。因此,多杆隔冲装置动力学特性的分析与研究,对提高惯导系统抗冲击能力提供理论基础与数据支持。
二、Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真（论文提纲范文）
（1）Stewart并联机器人的动力学建模与柔顺控制策略（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 Stewart平台动力学建模研究概况 |
| 1.3.2 Stewart平台柔顺控制研究概况 |
| 1.3.3 阻抗控制的研究概况 |
| 1.4 主要内容及章节分布 |
| 第2章 Stewart平台动力学建模分析 |
| 2.1 Stewart平台逆运动学分析 |
| 2.2 Stewart平台逆运动学求解算法 |
| 2.3 Stewart平台逆动力学分析 |
| 2.3.1 单个电动缸受力分析 |
| 2.3.2 动平台的运动受力分析 |
| 2.4 Stewart平台动力学仿真研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Stewart平台摩擦力补偿研究 |
| 3.1 伺服运动系统的动力学建模分析 |
| 3.2 伺服运动系统的摩擦力建模分析 |
| 3.3 基于库仑—粘性的摩擦力模型 |
| 3.4 摩擦力参数辨识实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Stewart平台柔顺控制方法研究 |
| 4.1 Stewart平台力柔顺控制系统设计 |
| 4.1.1 Stewart平台力柔顺控制方法分析 |
| 4.1.2 基于动力学前馈补偿的力柔顺控制器设计 |
| 4.2 Stewart平台基于位置的阻抗控制系统设计 |
| 4.2.1 基于动力学模型的外力估计 |
| 4.2.2 阻抗系统模型 |
| 4.2.3 阻抗模型的求解方法 |
| 4.3 Stewart平台阻抗参数的优化设计及仿真分析 |
| 4.3.1 阻抗参数的选取 |
| 4.3.2 阻抗控制仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Stewart平台实验分析 |
| 5.1 Stewart实验平台硬件系统搭建 |
| 5.1.1 系统硬件组成 |
| 5.1.2 系统硬件选型 |
| 5.1.3 Stewart平台结构参数 |
| 5.2 Stewart系统通信及软件设计 |
| 5.2.1 系统控制框架设计 |
| 5.2.2 系统通信接口设计 |
| 5.2.3 系统UI控制界面设计 |
| 5.3 Stewart平台控制实验研究 |
| 5.3.1 实验平台 |
| 5.3.2 力柔顺的控制实验研究 |
| 5.3.3 基于位置的阻抗控制实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 工作总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）车载作业机器人的动力学建模与控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 作业机器人 |
| 1.2.2 动力学建模技术 |
| 1.2.3 控制技术 |
| 1.3 论文内容及章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 车载作业机器人总体方案设计 |
| 2.1 承载车辆系统总体方案设计 |
| 2.1.1 承载车辆系统组成及功能 |
| 2.1.2 承载车辆系统工作原理及坐标系 |
| 2.1.3 承载车辆系统设计要求及参数 |
| 2.2 作业机器人操作平台系统总体方案设计 |
| 2.2.1 作业机器人操作平台系统组成及工作原理 |
| 2.2.2 作业机器人设计要求及参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 作业机器人动力学建模与分析 |
| 3.1 作业机器人系统建模及分析 |
| 3.1.1 系统建模 |
| 3.1.2 拉格朗日运动方程 |
| 3.1.3 速度关系 |
| 3.1.4 扭矩关系 |
| 3.2 作业机器人系统运动学分析 |
| 3.2.1 D-H坐标系建立 |
| 3.2.2 正运动学分析 |
| 3.2.3 逆运动学分析 |
| 3.3 作业机器人姿态 |
| 3.3.1 姿态概述 |
| 3.3.2 偏航旋转矩阵 |
| 3.3.3 仰俯旋转矩阵 |
| 3.3.4 翻滚旋转矩阵 |
| 3.4 陀螺操纵平台惯性稳定性 |
| 3.4.1 陀螺平台建模 |
| 3.4.2 陀螺平台控制 |
| 3.5 作业机器人操作平台空间定位技术研究 |
| 3.5.1 作业机器人操作平台结构坐标系 |
| 3.5.2 作业机器人操作平台与运动目标坐标转换 |
| 3.5.3 作业机器人操作平台与光电球坐标转换 |
| 3.6 作业机器人空间轨迹规划 |
| 3.6.1 三次多项式插值 |
| 3.6.2 关节空间轨迹规划 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 车载转向和悬挂系统的动力学分析与控制 |
| 4.1 .带有前轮转向的轮式车辆运动模型与控制 |
| 4.1.1 数学模型 |
| 4.1.2 转向控制 |
| 4.1.3 速度控制 |
| 4.1.4 转向和速度的计算控制 |
| 4.1.5 基于非线性模型的转向控制 |
| 4.2 轮式车辆的悬挂系统影响 |
| 4.2.1 悬挂系统数学模型 |
| 4.2.2 悬挂系统控制 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于OpenModelica的建模及控制仿真分析 |
| 5.1 作业机器人系统模型 |
| 5.1.1 作业机器人结构组成 |
| 5.1.2 作业机器人主要部件及参数 |
| 5.2 车辆系统动力学模型库构架 |
| 5.2.1 车辆系统模型 |
| 5.2.2 数字化等级路面模型 |
| 5.3 Stewart并联机构动感模拟平台模型库 |
| 5.4 陀螺平台模型库 |
| 5.5 系统模型的PID控制策略仿真 |
| 5.5.1 行驶系统数字化路谱仿真 |
| 5.5.2 Stewart平台系统仿真 |
| 5.5.3 作业机器人系统模型仿真 |
| 5.6 案例验证分析 |
| 5.6.1 案例介绍分析 |
| 5.6.2 基于案例的建模与仿真 |
| 5.6.3 仿真分析与验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于混联机器人的重载精调装备理论分析与仿真验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 调姿机构国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外发展现状与发展趋势 |
| 1.2.2 国内发展现状与发展趋势 |
| 1.3 混联机器人研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于混联机器人的重载精调装备的总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 重型精调装备工况分析 |
| 2.3 重载精调装备方案设计 |
| 2.3.1 三自由度宏动模块 |
| 2.3.2 六自由度微动并联调姿模块 |
| 2.3.3 行走模块与停放模块 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 重载精调装备位置分析与工作空间 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 重载精调装备位置反解 |
| 3.2.1 重载精调装备中间位置的求解 |
| 3.2.2 微动并联机构的位置反解 |
| 3.2.3 宏动调姿机构的位置反解 |
| 3.3 重载精调装备位置正解 |
| 3.3.1 神经网络学习位置正解初值 |
| 3.3.2 微动并联机构的位置正解 |
| 3.4 重载精调装备的工作空间分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 重载精调装备的速度与加速度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 重载精调装备的速度分析 |
| 4.2.1 微动并联机构的速度分析 |
| 4.2.2 宏动调姿机构的速度分析 |
| 4.3 重载精调装备的加速度分析 |
| 4.3.1 微动并联机构的加速度分析 |
| 4.3.2 宏动调姿机构的加速度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 重载精调装备的动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微动并联调姿机构动力学分析 |
| 5.2.1 并联机构动平台动能势能计算 |
| 5.2.2 并联机构驱动杆动能势能计算 |
| 5.3 宏动机构主要零件的动能与势能 |
| 5.4 重载精调装备的动力学建模 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 重载精调装备仿真验证与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微动并联调姿机构运动学仿真与分析 |
| 6.2.1 Adams运动学仿真模型的建立 |
| 6.2.2 仿真结果与理论计算对比分析 |
| 6.3 微动并联调姿机构动力学仿真与分析 |
| 6.3.1 Adams动力学仿真模型的建立 |
| 6.3.2 仿真结果与理论计算对比分析 |
| 6.4 NX MCD联合仿真虚拟调试 |
| 6.4.1 MCD仿真环境搭建 |
| 6.4.2 Matlab环境搭建与编程 |
| 6.4.3 MCD-Matlab联合调试 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）一种两转一移3-UPU并联运动模拟器的设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 并联机构尺度综合发展现状 |
| 1.4 并联机构刚体动力学建模 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 3-UPU 并联模拟机构的运动学及其性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 对称3-UPU并联机构简介 |
| 2.3 3-UPU并联机构的自由度分析 |
| 2.4 对称3-UPU并联机构运动学反解分析 |
| 2.5 3-UPU变异机构及其分析 |
| 2.6 机构的性能分析 |
| 2.6.1 传递性能分析 |
| 2.6.2 约束性能分析 |
| 2.7 奇异分析及样机实验 |
| 2.7.1 传递奇异 |
| 2.7.2 约束奇异 |
| 2.7.3 混合奇异 |
| 2.7.4 分支奇异 |
| 2.7.5 样机奇异验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 3-UPU运动模拟器的样机设计与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械结构总体方案设计 |
| 3.3 并联运动模拟器的尺度优化 |
| 3.4 有限元分析及联合仿真优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 考虑摩擦的3-UPU并联运动模拟器动力学建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 速度与加速度分析 |
| 4.3 关节摩擦建模 |
| 4.4 基于Newton-Euler法的动力学建模 |
| 4.4.1 支链动力学方程 |
| 4.4.2 平台动力学方程 |
| 4.5 MATLAB与 Recur Dyn联合仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 3-UPU并联模拟平台的控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 并联机器人控制器架构 |
| 5.3 关节空间的PID运动控制 |
| 5.3.1 分散PID控制 |
| 5.3.2 基于Simscape的分散PID控制仿真 |
| 5.4 关节空间的逆动力学模型控制 |
| 5.4.1 基于虚功原理的逆动力学建模 |
| 5.4.2 关节空间逆动力学控制架构 |
| 5.4.3 基于Simscape的关节空间IDC控制仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）基于Stewart结构的并联平台及其在姿态稳定中的应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2.国内外研究现状 |
| 1.2.1 Stewart平台发展概况 |
| 1.2.2 Stewart平台运动学研究概况 |
| 1.2.3 Stewart平台标定方法发展概况 |
| 1.3 本文主要研究工作和组织结构 |
| 2 Stewart平台运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Stewart平台的旋转矩阵 |
| 2.3 Stewart平台运动学反解模型 |
| 2.4 Stewart平台运动学正解模型 |
| 2.5 电缸的回转误差 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 Stewart平台仿真模型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真模型设计 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.4 回转误差的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Stewart平台运动学参数的在线标定方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Eye-in-Hand手眼标定 |
| 4.3 PnP问题 |
| 4.4 基于视觉的运动学参数在线标定方法 |
| 4.4.1 Stewart误差标定模型 |
| 4.4.2 Stewart误差标定模型解法 |
| 4.5 实验结果分析 |
| 4.5.1 仿真实验分析 |
| 4.5.2 实物实验分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 Stewart稳定平台系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 通讯总线的实时性测试 |
| 5.2.1 同步性校验 |
| 5.2.2 SDO和PDO通讯效率对比 |
| 5.3 平台轨迹规划算法设计 |
| 5.3.1 实时轨迹规划方法 |
| 5.3.2 轨迹规划结果 |
| 5.4 IMU姿态估计方案 |
| 5.4.1 IMU硬件设计 |
| 5.4.2 基于互补滤波的姿态估计 |
| 5.4.3 基于ErrorStateKalmanFilter的姿态估计 |
| 5.4.4 姿态估计的仿真结果 |
| 5.5 基于IMU的姿态稳定系统控制器设计 |
| 5.5.1 回转误差补偿 |
| 5.5.2 位置环控制目标 |
| 5.5.3 速度环控制目标 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 Stewart稳定平台系统实验结果 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 以Stewart平台运动作为激励的稳定平台实验 |
| 6.2.1 实验设置 |
| 6.2.2 实验结果分析 |
| 6.3 以真实颠簸道路为激励的稳定平台实验 |
| 6.3.1 实验设置 |
| 6.3.2 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 8 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士期间所取得科研成果 |
（6）大型镜面加工装备并联模块控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 光学镜面加工技术的研究现状 |
| 1.3 并联机器人的研究现状 |
| 1.4 机器人控制策略的研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 大型镜面加工装备并联模块的运动学与动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大型镜面加工装备的整体描述与并联模块运动学分析 |
| 2.3 并联模块动力学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 大型镜面加工装备并联模块的虚拟样机和控制系统仿真模型建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大型镜面加工装备并联模块的虚拟样机建模 |
| 3.3 大型镜面加工装备并联模块控制系统仿真模型 |
| 3.4 整机控制系统的联合仿真模型建立 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于非线性PD的大型镜面加工装备并联模块控制策略的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于非线性PD的并联模块控制策略 |
| 4.3 并联模块的增广非线性PD控制策略 |
| 4.4 基于非线性PD的并联模块的计算力矩控制策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于分数阶PD控制的大型镜面加工装备并联模块同步控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分数阶微积分PID控制理论分析 |
| 5.3 基于分数阶控制的并联模块同步控制策略 |
| 5.4 大型镜面加工装备并联模块分数阶同步控制仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）仿咀嚼运动机器人建模与性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 仿咀嚼运动机器人的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究状况 |
| 1.2.2 国内研究状况 |
| 1.3 少自由度并联机构的研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 仿咀嚼运动机器人设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 咀嚼运动特点分析 |
| 2.2.1 切碎运动 |
| 2.2.2 研磨运动 |
| 2.3 主体结构设计 |
| 2.3.1 基本构型 |
| 2.3.2 仿咀嚼运动机器人三维建模 |
| 2.4 仿咀嚼运动机器人的运动模式 |
| 2.4.1 切碎运动模式 |
| 2.4.2 研磨运动模式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 仿咀嚼运动机器人运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间内刚体的位姿描述与坐标变换 |
| 3.2.1 刚体的位姿描述 |
| 3.2.2 坐标变换 |
| 3.3 仿咀嚼运动机器人位置分析 |
| 3.3.1 坐标系设置 |
| 3.3.2 位置逆解 |
| 3.3.3 位置正解 |
| 3.4 仿咀嚼运动机器人速度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 仿咀嚼运动机器人工作空间及运动性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工作空间分析 |
| 4.2.1 工作空间影响因素 |
| 4.2.2 工作空间求解与分析 |
| 4.3 奇异性与可操作度分析 |
| 4.3.1 奇异类型 |
| 4.3.2 机构可操作度 |
| 4.4 灵巧度分析 |
| 4.4.1 灵巧度指标 |
| 4.4.2 实例分析 |
| 4.5 静刚度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 仿咀嚼运动机器人虚拟样机建模及仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿咀嚼运动机器人仿真模型的建立 |
| 5.3 仿咀嚼运动机器人运动学仿真 |
| 5.3.1 切碎运动模拟仿真 |
| 5.3.2 研磨运动模拟仿真 |
| 5.4 仿咀嚼运动机器人动力学仿真 |
| 5.4.1 切碎运动动力学仿真 |
| 5.4.2 研磨运动动力学仿真 |
| 5.5 仿咀嚼运动机器人运动控制仿真 |
| 5.5.1 机构控制策略 |
| 5.5.2 联合仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 攻读学位期间主要学术成果 |
| 参考文献 |
（8）基于逆动力学前馈系统的并联机器人控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 并联机器人动力学建模 |
| 1.3.2 并联机器人动力学控制 |
| 1.4 研究思路与章节布局 |
| 第2章 平台逆动力学建模与仿真分析 |
| 2.1 Stewart平台逆运动学分析 |
| 2.1.1 Stewart平台坐标系定义 |
| 2.1.2 上平台角速度、角加速度推导 |
| 2.1.3 速度雅可比矩阵推导 |
| 2.1.4 电动缸加速度推导 |
| 2.1.5 电动缸角速度、角加速度推导 |
| 2.2 Stewart平台逆动力学建模 |
| 2.2.1 电动缸转动惯量推导 |
| 2.2.2 电动缸逆动力学建模 |
| 2.2.3 上平台逆动力学建模 |
| 2.3 逆动力学模型仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 逆动力学前馈系统控制策略设计与研究 |
| 3.1 电动缸与伺服控制系统的数学模型 |
| 3.2 基于粒子群算法的伺服系统参数的整定设计与研究 |
| 3.2.1 速度环的参数整定研究 |
| 3.2.2 位置环的参数整定研究 |
| 3.3 逆动力学前馈控制研究 |
| 3.3.1 单个电动缸的逆动力学前馈控制系统研究 |
| 3.3.2 Stewart平台逆动力学前馈控制系统研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统软硬件设计 |
| 4.1 系统总体方案设计 |
| 4.2 系统的硬件构成与选型 |
| 4.2.1 系统硬件构成 |
| 4.2.2 系统硬件选型 |
| 4.2.3 Stewart平台的结构参数 |
| 4.3 系统硬件通信接口布局 |
| 4.3.1 CANOpen通信 |
| 4.4 系统软件设计 |
| 4.4.1 系统控制框架设计 |
| 4.4.2 UI人机交互界面设计 |
| 4.4.3 控制算法模块功能设计 |
| 4.4.4 电动缸驱动模块功能设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 逆动力学前馈系统实验分析 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 干扰下逆动力学力矩前馈系统的实验 |
| 5.3 包含阻抗模型的逆动力学前馈系统实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 工作总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）六自由度位姿平台机构分析与运动控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 六自由度平台概述 |
| 1.2.1 六自由度位姿平台的结构和特点 |
| 1.2.2 六自由度平台的发展与应用 |
| 1.2.3 六自由度平台国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 2 运动学分析与仿真研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 位姿平台系统描述 |
| 2.3 运动学反解分析与仿真研究 |
| 2.3.1 六自由度位姿平台坐标系的建立 |
| 2.3.2 六自由度位姿平台坐标变换 |
| 2.3.3 运动学反解模型 |
| 2.3.4 运动学反解仿真分析 |
| 2.4 运动学正解分析与仿真研究 |
| 2.4.1 运动学正解数学模型 |
| 2.4.2 基于SOA-牛顿迭代的位姿平台正解算法 |
| 2.4.3 SOA-牛顿迭代正解算法仿真分析 |
| 2.4.4 SOA-牛顿迭代正解的实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 位姿平台建模与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 六自由度位姿平台三维模型构建 |
| 3.2.1 SimMechanics模块简介 |
| 3.2.2 位姿平台三维物理模型的构建 |
| 3.2.3 极限工况下三维模型合理性分析 |
| 3.3 驱动系统建模 |
| 3.3.1 电动缸缸体数学模型 |
| 3.3.2 永磁同步电机数学模型 |
| 3.3.3 驱动系统控制策略 |
| 3.4 位姿平台整体仿真模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于铰点空间的控制策略 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 前馈PD控制器设计 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 基于工作空间的控制策略 |
| 4.3.1 基本原理 |
| 4.3.2 自适应滑模控制器设计 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 六自由度位姿平台双层控制策略 |
| 4.4.1 双层控制器设计 |
| 4.4.2 仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 位姿平台控制系统设计与实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位姿平台控制系统总体设计 |
| 5.2.1 位姿平台功能需求 |
| 5.2.2 位姿平台硬件系统 |
| 5.2.3 位姿平台软件系统 |
| 5.3 六自由度位姿平台精度测量及误差分析 |
| 5.3.1 静态精度测量 |
| 5.3.2 动态精度测量 |
| 5.3.3 误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）多杆隔冲装置动力学特性仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外隔冲装置研究现状 |
| 1.2.1 设备抗冲击研究现状 |
| 1.2.2 隔冲装置动力学特性发展现状 |
| 1.2.3 隔冲装置仿真研究现状 |
| 1.3 当前发展中存在的主要问题分析 |
| 1.4 本文研究的意义与价值 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 小结 |
| 第2章 多杆隔冲装置基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单个隔冲模块 |
| 2.2.1 隔冲模块介绍 |
| 2.2.2 隔冲模块理论分析 |
| 2.2.3 隔冲模块动力学响应及动态刚度计算 |
| 2.2.4 隔冲模块动态刚度 |
| 2.3 隔冲模块冲击动态响应 |
| 2.4 多杆隔冲装置运动学与动力学基本理论 |
| 2.4.1 空间机构的运动副分析 |
| 2.4.2 空间结构中的变换矩阵 |
| 2.4.3 空间一般刚体动力学构建方法 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 多杆隔冲装置动力学理论建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多杆隔冲装置自由度计算 |
| 3.3 多杆隔冲装置动力学理论模型 |
| 3.3.1 质量矩阵 |
| 3.3.2 刚度矩阵和阻尼矩阵 |
| 3.4 正则模态矩阵 |
| 3.4.1 模态矩阵正交性 |
| 3.4.2 模态矩阵 |
| 3.4.3 正则化模态 |
| 3.4.4 正则化模态方程 |
| 3.5 多杆隔冲装置响应求解 |
| 3.5.1 杜哈梅积分解析解 |
| 3.5.2 四阶龙格库塔数值解 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 多杆隔冲装置动力学仿真及试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多杆隔冲装置仿真模型 |
| 4.2.1 仿真参数设置 |
| 4.2.2 ADAMS多杆隔冲装置仿真模型 |
| 4.3 理论与仿真模型对比分析 |
| 4.3.1 模态对比分析 |
| 4.3.2 不同方向下冲击响应对比分析 |
| 4.3.3 多杆隔冲装置隔冲性能对比分析 |
| 4.4 试验与仿真模型对比分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 多杆隔冲装置动力学参数化设计和优化分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多杆隔冲装置结构参数化模型 |
| 5.3 参数化设计 |
| 5.3.1 刚度系数 |
| 5.3.2 阻尼系数 |
| 5.3.3 动、基平台垂向高度 |
| 5.3.4 基平台铰接点外接圆半径 |
| 5.3.5 动平台铰接点外接圆半径 |
| 5.3.6 动平台铰接点夹角 |
| 5.3.7 基平台铰接点夹角 |
| 5.4 不同结构参数下优化分析 |
| 5.5 不同结构参数下隔冲性能分析 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1公式4.1-3推导程序 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真（论文参考文献）
- [1]Stewart并联机器人的动力学建模与柔顺控制策略[D]. 李东. 吉林大学, 2021(01)
- [2]车载作业机器人的动力学建模与控制技术[D]. 平思亮. 中北大学, 2021(09)
- [3]基于混联机器人的重载精调装备理论分析与仿真验证[D]. 邵可鑫. 燕山大学, 2021(01)
- [4]一种两转一移3-UPU并联运动模拟器的设计与分析[D]. 宋井科. 燕山大学, 2021(01)
- [5]基于Stewart结构的并联平台及其在姿态稳定中的应用研究[D]. 郑祥谱. 浙江大学, 2021(01)
- [6]大型镜面加工装备并联模块控制策略研究[D]. 魏昊然. 中国矿业大学, 2020(07)
- [7]仿咀嚼运动机器人建模与性能研究[D]. 吴范徐齐. 南京林业大学, 2020(01)
- [8]基于逆动力学前馈系统的并联机器人控制技术研究[D]. 赵忠. 吉林大学, 2020(08)
- [9]六自由度位姿平台机构分析与运动控制策略研究[D]. 陈泽栋. 中国运载火箭技术研究院, 2020(02)
- [10]多杆隔冲装置动力学特性仿真研究[D]. 刘慧珍. 沈阳工业大学, 2020(01)