delta并联机构运动控制技术研究

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1、硕士学位论文Delta并联机构运动控制技术研究RESEARCHONCONTROLOFDELTAPARALLELMECHANISM崔光利哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TP242.2学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文Delta并联机构运动控制技术研究（学术型）硕士研究生：崔光利导师：崔贤玉副教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2016年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP242.2U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngine

2、eringRESEARCHONCONTROLOFDELTAPARALLELMECHANISM(AcademicMaster)Candidate：CuiGuangliSupervisor：A.Prof.CuiXianyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteo

3、fTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着我国经济与社会的进一步发展，对于普通大众来说在物质上都有所提高，相应的各项消费的成本也相应的增加，这就造成了所需要的劳动力的成本增加。同时伴随我国人口老龄化的日益严重，老年人数目越来越多，造成劳动力匮乏。此外，我国经济进入新常态，急需对产业结构进行调整，设计和开发高速、高精度的自动化产品来代替落后的人力就显得十分必要了。本课题针对Delta机构在拾取、打印、装配等领域的应用，对其运动控制技术进行了研究，使其能够在工业自动化领域能够发挥重要的作用。首先，对Delta机构的整体结构进行了分析，设计了满足要求的Delta机构，建立了其三维

4、模型并用adams建立了机构的仿真模型。然后对其机构建立合理的坐标系并简化其机构，完成了机构正逆解的数学表达式的整个推演过程，实现了机构的位置分析。将得到的正逆解方程的表达式与adams的仿真模型进行比较，验证了所得的式子的正确性。其次，分析机构的三种奇异位形，得出了其是在什么情况下发生的并采取约束条件避免其发生。然后研究了机构的运动空间并用几何的方法分析了空间对主要尺寸的约束。最后选取条件数为优化指标，建立需要的表达式，采用遗传算法完成了尺寸的优化。接下来，首先对机构的运动规划进行了研究，为了生成起点、终点间的轨迹分析了常用的插补算法。然后，为了保证机构运动中速度的连续性、平稳性，对梯形的

5、速度规划方式进行了改进，得到了改进后的算法，完成了整个轨迹规划过程。最后，对机构运动的控制器进行了研究。首先，分析了机构的控制策略，采用了基于运动学的控制方法并确定了电机的模型。然后分析了电机各环的控制方法并建立了Simulink控制框图，最后为了更好的进行控制设计了模糊PID控制器。在设计的过程中分析了它的各个组成部分并建立了整个控制器的模型，最后通过结果可以看出，所设计的控制器响应更快，稳定性更好，跟踪轨迹性能更好。关键词：Delta并联机构；位置分析；尺寸优化；运动规划；模糊PID控制器；I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractFollowingthefurtherprogre

6、ssmentofourcountry,thelevelofourmateriallifearehighlyimprovedformanypeople,correspondingraisinginthespendoftheconsumption,whichresultedintheriseofthelaborprice.Atthesametime,AlongwithChina'sagingpopulationbecomingincreasinglyserious,thenumberoftheelderlypeopleareincreasing,whichresultedintheinadequ

7、acyofthelaborforce.Besides,oureconomyiscomingintoanewstagesothatweneedtoadjustourindustrialstructuretoadaptit.Anditisveryessencialtoinventautomaticproductstosubstitutethehumanwhichcanpromoteoureffiencysotha