三自由度分布柔度式平面柔順機構運動特性與控制研究.pdf

1、精密定位技術應用非常廣泛，它在納米技術、生物工程、光學組件定位等技術研究領域中的基礎性關鍵技術，在這些領域中發(fā)揮著重要作用，也是保證精密定位的關鍵技術支撐。同時精密定位技術在科學技術發(fā)展的今天，應用領域得到了進一步的擴展，這使得精密定位平臺的定位精度要求越來越高。因此，研究高精度的精密定位平臺有著非常重要的理論價值和實際意義。本文在以柔性并聯(lián)機構為理論指導的基礎上，結合拓撲學理論對于所設計的分布柔度式平面柔順機構的綜合性能進行分析，并設

2、計控制器對分布柔度式平面柔順機構動平臺的跟蹤軌跡精度進行控制。
　　本研究主要內容包括：⑴以分布柔度式平面柔順機構為研究對象。分別介紹了柔性并聯(lián)機構與分布柔度式平面柔順機構的特點，通過閉環(huán)矢量法對分布柔度式平面柔順機構的運動學進行分析。運用所得到的運動學方程，對機構的工作空間進行求解，獲得了分布柔度式平面柔順機構末端執(zhí)行器所到點的集合，即為所求的工作空間。并且利用三維分析軟件對機構的運動進行仿真分析，結果證明了所選構型運動學模型的

3、有效性。⑵利用對柔性并聯(lián)機構動力學方程的求解方法，使用拉格朗日方法以及假設模態(tài)法對于分布柔度式平面柔順機構的動力學方程進行求解。通過三維分析軟件對機構進行模態(tài)分析，得到機構前三階模態(tài)的固有頻率與振型。結果表明在分布柔度式平面柔順機構的動力學模型的建立上是有效的。⑶基于分布柔度式平面柔順機構的輸入輸出雅克比矩陣，設計了自抗擾控制器。將分布柔度式平面柔順機構的動力學耦合以及外界干擾視為總擾動，通過對擴張狀態(tài)觀測器的設計對其進行補償，并與機構