平面3-RRR并联定位平台运动学分析及控制系统设计.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术No．122015年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2015文章编号：1001-2265(2015)12-0097—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．12．026平面3-RRR并联定位平台运动学分析及控制系统设计木须晓锋，李威，刘玉飞，王禹桥，杨雪锋，徐晗(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：设计了一种可用于精密操作的平面3一RRR并联定位平台，对并联定位平台进行运动学分析，基于LABVIEW和MATLAB设计了平台的闭环控制系

2、统。根据设计的并联定位平台结构，加工出实物平台，搭建了实验硬件系统，编写了软件控制程序，对运动分析结果及控制系统进行实验验证。实验结果表明，所设计的控制系统可以实现对平面3一RRR并联定位平台的运动控制，运动控制精度能够达到0．05mm。设计的并联定位平台及分析结果，可为后续精密定位平台的设计及动力学分析提供指导。关键词：并联定位平台；运动学；闭环控制中图分类号：TH112；TG506文献标识码：ATheKinematicAnalysisandControlSystemDesignofthePlanar3-RRRParallelPositioningPlatformXUXiao-feng，L

3、IWei，LIUYu—fei，WANGYu—qiao，YANGXue—feng，XUHan(SchoolofMechatronicEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，XuzhouJiangsu221116，China)Abstract：Aplanar3-RRRparallelpositioningplatformwhichCanbeusedforprecisionoperationwasde—signed．Thekinematicanalysisoftheplatformwaspresented，andtheloop—locked

4、controlsystemoftheplatformwasdesignedbytheLABVIEWandMATLAB．Accordingtothedesignoftheparallelpositioningplatformandthecontrolsystem，theexperimentalsystemwasconduct．TheexperimentalresultindicatesthatthedesignedcontrolsystemCanmeettherequirementsofthemotioncontrolandtheprecisioncanapproachto0．05mm．The

5、designandanalysisoftheparallelpositioningplatformismeaningfulforthedynamicanal—ysisandcontroloftheplatforminthefuture．Keywords：parallelpositioningplatform；kinematic；loop-lockedcontrol的迅速发展和重大进步，定位平台系统的工作速度和0引言运动精度的要求越来越高。设计宏微双重驱动的精密并联定位平台是一种典型的并联机构，具有结构定位平台并进行运动学和动力学分析，首先要对宏动刚度大、承载能力强、定位精度高等优点。尤其是近

6、些并联定位平台的动态特性进行分析。为此，本文设计年迅速发展的宏微双重并联平台，涉及到精密制造、精了一种平面3-RRR并联定位平台，并进行运动学分微操作和精密测量中的精密定位技术，分辨率、定位精析，基于LABVIEW和MATLAB设计闭环控制系统，并度和重复定位精度可以达到亚微米至纳米级，广泛应通过实验对所设计的控制系统的有效性进行验证。本用于微操作机器人、生物医学、精密加工等领域。文设计的并联定位平台以及分析结果，可为后续精密精密定位平台系统作为一种具有广泛应用前景的大行定位平台的设计及动力学分析提供指导。程精密定位系统，其运动控制是近年来备受科技界和1平面3-RRR并联定位平台设计及运动学

7、控制理论界关注的一个领域J。对于宏微双重驱动的分析精密定位平台系统是一种典型的刚柔耦合系统，且受驱动机构的动态特性以及加工和安装误差的影响，更1．1机构设计增加了系统的控制难度。此外，随着现代科学技术如图1所示，本文所设计的平面3-RRR并联平台收稿Et期：2015—01—14{基金项目：国家自然科学基金资助项目(51305444)；教育部博士点基金(20120095120013)；江苏省科技计划项目(BY2