基于内张力补偿的并联柔索机构控制系统的研究.pdf

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1、第1期机械设计与制造2013年1月MachineryDesign&Manufacture185基于内张力补偿的并联柔索机构控制系统的研究汪选要】，曹毅，黄真(1．安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001；2．江南大学机械工程学院，江苏无锡214063；3．燕山大学机器人研究中心，河北秦皇岛066004)摘要：在并联柔索机器人的控制方法的研究中，大多忽略柔索的弹性，而实际上柔索弹性对控制系统性能影响较大，尤其是并联柔索驱动机构。因此建立了应用于风洞试验的并联柔索机构的动力学模型，进行了控制系统分析与设计。提出了采用常值重力及内张力补偿

2、设计冗余并联柔索机构控制系统调节器的算法，实现了动平台点到点的位置控制，基于电机转角位置反馈分析了该控制系统PD调节器的误差，验证了该控制系统的稳定性，为冗余并联柔索机构控制系统的分析与设计提供了理论依据。关键词：冗余并联柔索机构；内张力补偿；PD调节器中图分类号：TH16；TH112文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)01—0185—03BasedonInternalTensionCompensationResearchonControISystemoftheRedundantWire-DrivenParalleIMa

3、nipulators-WANGXuan—yao1．CA0Yi．HUANGZhen(1．SchoolofMechanicalEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，AnhuiHuainan232001，China；2．SchoolofMechanicalEngineering；SouthernYangtzeUniversity，JiangsuWuxi214063，China；3．RoboticsResearchCenter，YanshanUniversity，HebeiQinhua

4、ngdao066004，China)Abstract：ThereSearchofwire-drivenparallelmanipulatormostlyignoredtheelasticityofthewires，butinfactelasticofthewiresgreatlyinfluencesthepeormanceofcontrolsystem．Andynamicsmodelforthe~dundantwire-drivenparallelmanipulatorisestablished，analyzinganddesigning

5、thecontrolsyste~Analgorithmforcontrolsystemoftheredundantwire-drivenparallelmanipulatorisproposedbyusingconstantgrayandinternaltensioncompensation，andthepositioncontrolofmobileplatformisrealized，thenthedeviationsofPDregulatorforthecontrolsystemareanalyzedbasedonpositionfe

6、edbackofrotationangleofthemotors，andalsothestabilityofthecontrolsystemisverif~d，SOthetheoryofthecontrolsystemoftheredundantwire-drivenparallelmanipulatorprovidesbasisfordesignanduse．KeyWords：RedundantWire-DrivenParallelManipulator；InternalTensionCompensation；PDRegulator做大

7、一些，因为与传统的支架相比，柔索对其姿态的控制要容易1引言得多；(3)传统的风洞不容易对飞行器的姿态角处于耦合状态时并联柔索机构作为一种新型的并联运动机构，具有结构简(如既有roll，又有pitch和yaw)的一些动力学参数进行了分析，单、惯性小、平动空间大和运动速度快等优点。从2O世纪9O年代而采用并联柔索机构就方便多了。初至今，美国、日本、德国、意大利、加拿大、南朝鲜和法国等国的根据作业任务的不同，机器人的运动控制通常有两种方式：研究人员纷纷开展这方面的研究工作，并取得了一批瞩目的研究成果。特别是法国国家航空局支持的SACSO项目关于

8、并联柔索一种是调节器方式，用于实现点到点的位置控制；另一种是轨迹机构应用于飞行器风洞试验的研究，为风洞飞行器的模型支撑技跟踪控制[31。调节器是一种比较简单的控制器，在硬件上也比较容术提供了一