四自由度并聯(lián)平臺(tái)位姿跟蹤控制研究.pdf

1、在模擬車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，平臺(tái)對(duì)目標(biāo)位姿的跟蹤控制是其非常重要的性能指標(biāo)之一，也是近年來(lái)研究并聯(lián)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制的熱點(diǎn)。由于并聯(lián)平臺(tái)本身是一個(gè)典型的非線性、強(qiáng)耦合的多輸入多輸出時(shí)變系統(tǒng)，在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到關(guān)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)攝動(dòng)、非線性關(guān)節(jié)耦合力以及外部干擾力等不確定性干擾的影響，使得傳統(tǒng)的控制方法很難滿足其快速、穩(wěn)定、高精度的運(yùn)動(dòng)控制要求。因此，本文以四自由度并聯(lián)平臺(tái)為研究對(duì)象，針對(duì)其位姿跟蹤控制問(wèn)題，以設(shè)計(jì)出魯棒性強(qiáng)、控制性能好的運(yùn)動(dòng)控

2、制器為目標(biāo)，對(duì)并聯(lián)平臺(tái)的控制技術(shù)做了深入的研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，建立了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。通過(guò)空間坐標(biāo)變換原理，得出了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解方程。通過(guò)附加位移傳感器的方法，獲得了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解方程。
　　其次，考慮到系統(tǒng)控制的復(fù)雜性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性，提出了分散控制的方式，即通過(guò)各個(gè)關(guān)節(jié)支路的高精度跟蹤實(shí)現(xiàn)平臺(tái)位姿的快速、穩(wěn)定、高精度位姿跟蹤控制，在此基礎(chǔ)上，給出了關(guān)節(jié)支路的控制方法以及數(shù)學(xué)模型，并完成了控制系統(tǒng)硬件

3、、軟件的設(shè)計(jì)。
　　再次，設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)支路控制器。其一，考慮到平臺(tái)關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)攝動(dòng)、未建模動(dòng)態(tài)等對(duì)跟蹤效果的影響，采用一種變?cè)鲆孚吔苫Ｋ惴ㄔO(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)控制器，有效的抑制了系統(tǒng)的抖動(dòng)現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性和關(guān)節(jié)跟蹤精度。其二，考慮到滑模變結(jié)構(gòu)控制對(duì)負(fù)載干擾、關(guān)節(jié)耦合力等非匹配性外部不確定干擾的不靈敏性，在變?cè)鲆婊？刂破鞯幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于非線性干擾觀測(cè)器的變?cè)鲆婊ｊP(guān)節(jié)控制器(SMC-NDO)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的抗擾性