三自由度分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性與控制研究.pdf

1、精密定位技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，它在納米技術(shù)、生物工程、光學(xué)組件定位等技術(shù)研究領(lǐng)域中的基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)，在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，也是保證精密定位的關(guān)鍵技術(shù)支撐。同時(shí)精密定位技術(shù)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，應(yīng)用領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展，這使得精密定位平臺(tái)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(tái)有著非常重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文在以柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)為理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合拓?fù)鋵W(xué)理論對(duì)于所設(shè)計(jì)的分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的綜合性能進(jìn)行分析，并設(shè)

2、計(jì)控制器對(duì)分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)的跟蹤軌跡精度進(jìn)行控制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象。分別介紹了柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)與分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，通過閉環(huán)矢量法對(duì)分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析。運(yùn)用所得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，對(duì)機(jī)構(gòu)的工作空間進(jìn)行求解，獲得了分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器所到點(diǎn)的集合，即為所求的工作空間。并且利用三維分析軟件對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析，結(jié)果證明了所選構(gòu)型運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的

3、有效性。⑵利用對(duì)柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程的求解方法，使用拉格朗日方法以及假設(shè)模態(tài)法對(duì)于分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解。通過三維分析軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到機(jī)構(gòu)前三階模態(tài)的固有頻率與振型。結(jié)果表明在分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型的建立上是有效的。⑶基于分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的輸入輸出雅克比矩陣，設(shè)計(jì)了自抗擾控制器。將分布柔度式平面柔順機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)耦合以及外界干擾視為總擾動(dòng)，通過對(duì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，并與機(jī)構(gòu)