三自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)和數(shù)控機(jī)床結(jié)合，成為并聯(lián)機(jī)床，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工。在加工過程中既能提供并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈活性和柔性，又能提供機(jī)床的剛度和精度。本文所研究的機(jī)器人為三自由度的并聯(lián)機(jī)床，可以實(shí)現(xiàn)激光加工、鉆銑切削等工業(yè)加工。
　　目前學(xué)術(shù)界和工程界非常重視并聯(lián)機(jī)床（機(jī)構(gòu)）的研究與開發(fā)，20世紀(jì)90年代中期，美國、英國、德國、俄羅斯、日本等國家的有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和機(jī)床廠家紛紛推出具有不同結(jié)構(gòu)形式和功能特性的并聯(lián)機(jī)床（機(jī)構(gòu)），其已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展不可忽視的一顆

2、新星。
　　本文首先對并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行理論分析，應(yīng)用拓?fù)鋵W(xué)對機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)、鉸鏈?zhǔn)乔蜚q鏈還是虎克鉸鏈進(jìn)行了分析說明，從而確定機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)以及鉸鏈形式。然后分析機(jī)構(gòu)的正逆運(yùn)動(dòng)特性，機(jī)構(gòu)可達(dá)工作空間等，再通過拉格朗日方程建立完整的閉環(huán)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程，為后續(xù)的仿真模擬以及控制系統(tǒng)研究提供理論依據(jù)。
　　按照機(jī)構(gòu)的尺寸結(jié)構(gòu)圖，在三維數(shù)字建模軟件SolidWorks中對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體建模，通過分析軟件ADAMS與SolidWor

3、ks軟件之間的模型轉(zhuǎn)化，生成ADAMS環(huán)境下的數(shù)學(xué)模型，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過分析得出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及包括驅(qū)動(dòng)力、電機(jī)所需負(fù)載等動(dòng)力特性。
　　為了從機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)多角度來改善三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能，通過ADAMS/Control和Matlab/Simulink之間的聯(lián)合仿真，建立聯(lián)合仿真平臺，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行PID控制研究，包括基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的控制研究和基于動(dòng)力學(xué)的控制研究，得到在控制運(yùn)動(dòng)過程中所需要的PID參數(shù)。<