stewart并联机构液压控制系统与控制策略的分析研究

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1、分类号：TH137.9密级：公开UDC：621编号：10299S1303064JIANGSUUNIVERSITY硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：Stewart并联机构液压控制系统与控制策略的分析研究学科专业：机械设计及理论作者姓名：姜昆鹏指导教师：杨超君教授答辩日期：2016年6月5日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江

2、苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查

3、询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日Stewart并联机构液压控制系统与控制策略的分析研究StudyonhydrauliccontrolsystemandcontrolstrategyofStewartparallelmechanism专业方向机械设计及理论指导教师杨超君教授姓名姜昆鹏申请学位工学硕士江苏大学2016年04月

4、江苏大学硕士学位论文摘要Stewart并联机构因具有结构简单、负载能力强等优点，被广泛用于汽车模拟驾驶、并联机床、飞行模拟器等诸多领域。随着我国农业机械的飞速发展，将Stewart并联机构应用于田间路谱信息的复现，并将得到的路谱信息用于农用设备的颠簸试验中，将成为新的研究热点。本文在确定机构的驱动方式之后，完成驱动系统各零件关键参数的计算选型；针对选用的阀控缸系统传递函数进一步完善，并对空间运动相关问题进行研究；在仿真过程中采用PID控制与H∞鲁棒控制两种控制策略进行效果对比。（1）系统地介绍了Stewar

5、t并联机构的结构特征与工作原理，阐述了液压控制系统作为Stewart并联机构驱动系统的主要优势，并按照设计手册针对液压控制系统中液压缸有杆腔、无杆腔的直径尺寸及泵的功率等关键部件、关键参数进行详细计算。运用空间运动相关理论研究了空间坐标系的变换规律，完成机构空间运动的运动位置正反解、雅克比矩阵的求解以及速度分析，进行了机构运动中的奇异性分析与雅克比矩阵条件数分析。（2）在液压缸伸缩杆伸长过程中，通过分析，提出将选用的伺服阀阀芯位移与输入电流之间的传递函数综合到阀控缸系统中非对称液压缸伸缩杆位移与伺服阀阀芯位

6、移之间的传递函数中；将伺服阀输出负载流量与输入电流之间的传递函数综合到非对称液压缸伸缩杆位移与无杆腔输入流量之间的传递函数中，并分别引入高分辨率反馈装置，建立两种液压缸伸缩杆伸长位移与伺服阀输入电流之间的传递函数，完善了Stewart并联机构的液压控制系统的数学模型，并提出了一种田间路谱信息复现的控制算法的实现方案。（3）运用三维软件Solidworks对Stewart并联机构进行零部件建模以及整体模型装配，通过软件间的转换接口将三维模型导入运动学模拟软件ADAMS中，通过机构的自由度计算与软件的自我分析，

7、验证了模型的正确性，同时使其在六个空间自由度方向运动，完成运动学正、反解仿真；运用AMESIM液压仿真软件建立了液压伺服控制回路的模型，分析了PID控制与H∞鲁棒控制器两种控制策略的工作原理，并提出将PID控制与H∞鲁棒控制器并联设计进行系统仿真，对比分析不同频率下两种控制方案的优劣。IStewart并联机构液压控制系统与控制策略的的分析研究（4）运用伺服阀静态性能测试系统对液压控制系统中所选用的伺服阀进行静态性能检测，得到其静态性能曲线，进行伺服阀静态性能参数的计算，并与样本数据进行对比，分析其工作可靠性

8、；对Stewart并联机构进行相应的正反解试验，并对其数据结果进行分析对比，提出进一步的改进研究工作。关键词：Stewart并联机构，选型计算，数学模型，系统仿真，试验分析II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTStewartparallelmechanismhasbecomeahotspotinthefieldofroboticsbecauseofitshighrigidity,simplestructure,