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自上世纪60年代Stewart平台进入研究人员的视线以来,人们对空间并联机构的研究便如雨后春笋般涌现。随着研究的深入,研究人员发现少自由度并联机构不但具有完全六自由度并联机构结构简单、速度高、刚度大、累积误差小等特点,而且其控制简单易于实现、解析解简单、工作空间相对较大。
本文将结合并联机构及激光应用的国内外研究现状及趋势,提出一种等距三平移并联机构,并对其相关运动学性能及控制策略进行研究和分析,以期开发出一种结构简单、工作空间大、求解容易的数字化样机模型,本文将主要进行以下工作:
首先,在对并联机构关键技术及应用前景进行详细分析研究的基础上,对提出的等距三平移并联机构构型及自由度计算进行详细的介绍和求解,从而为该并联机构的其他性能分析和应用领域的确定提供理论参考。
其次,根据相关并联机构位置求解理论和方法,建立起并联机构的位置正、逆解数学模型,进而计算出该并联机构的速度和加速度模型。通过ADAMS对本机构进行运动学仿真,并分析相关仿真结果,以期为正确控制伺服电机的运动提供理论指导。
再者,并联机构工作空间的大小直接影响到并联机构的工作性能和使用范围。本文将通过边界搜索的方法求出该机构的工作空间,并对工作空间的大小等特性进行分析。
最后,并联机构与传统机构最大的不同之处在于其结构简单、控制复杂、控制系统非线性严重,传统的控制策略很难达到理想的控制效果,本文将结合模糊控制无需建立精确的数学模型、鲁棒性好、可以离线操作等优点,运用模糊PID控制方法,针对该并联机构建立控制系统模型。通过Matlab／Simulink和Fuzzy工具箱,对并联机构控制系统建立仿真框图,分析控制效果为并联机构的应用提供控制策略。
在文章结束时,本文还将对本并联机构的研究进行总结与展望为该机构的深入研究和应用提供方向。