一种三自由度冗余并联机构及控制策略研究.pdf

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1、硕士学位论文一种三自由度冗余并联机构及控制策略研究RESEARCHONTHECONFIGURATIONANDCONTROLSTRATEGYOFTHREEDEGREEOFFREEDOMREDUNDANTPARALLELMECHANISM吉孟宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN957.8学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文一种三自由度冗余并联机构及控制策略研究（应用型）硕士研究生：吉孟宇导师：彭高亮副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工

2、业大学ClassifiedIndex:TN957.8U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONATHREEDEGREESOFFREEDOMREDUNDANTPARALLELMECHANISMANDITSCONTROLSRATEGR(MasterofEngineering)Candidate：JiMengyuSupervisor：AssociateProf.PengGaoliangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeri

3、ngSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着科学技术的发展，在现代战争中地面高机动车载雷达占据着越来越重要的地位。相对于传统的固定式雷达而言，高机动车载雷达具有极为显著的优点：高机动性、高位置适应性、高隐蔽性以及高生存性等。针对分块式车载雷达

4、天线系统现场对接高精度、高自动化程度、对接高可靠性的任务需求，亟待需要一种便于运输的重载大行程空间位姿自动调姿对接系统。本文提出一种可方便安装于运输车上的三自由度冗余并联调姿机构，可以调节负载沿竖直轴平移运动和绕水平面内两轴转动。相对于传统的非冗余并联机构而言，本机构冗余驱动支链的存在，不仅能够提升机构出承载能力和刚度，同时还能克服机构本身的奇异性，并且在极端状态下部分支链失效，仍能保证机构一定的承载能力，充分结合了并联机构高承载能力、高精度和冗余机构可克服本身奇异性、高安全性的优点；同时本文提出一种全主动力位混合控制算法有效解决了冗余并联机构

5、各支链之间的运动耦合问题，并且有效地控制了机构内应力。首先，本文依据设计指标对三自由度冗余并联机构进行总体方案设计。充分结合并联机构与冗余驱动机构的优势，本文设计出一种满足车载安装及运输调节的三自由度冗余并联机构，并对机构进行了机构构型分析及论证。其次，本文对机构进行进一步的运动学正解和运动学反解计算，为系统的位置反馈控制环节提供控制依据；仿真计算机构的运动空间，验证机构工作空间是否满足设计指标要求；对机构进行静力学和动力学分析，在此基础上设计出一种简化驱动力计算方法，为机构控制时的力反馈控制环节提供控制依据。再次，为了解决冗余驱动机构运动过程

6、中产生的内力问题，本文提出一种全主动力位混合控制算法用于对冗余驱动机构进行控制，使机构在运动过程中能实时自动调节自身满足运动强耦合关系。同时针对该控制策略利用ADAMS和MATLAB/Simulink进行联合仿真分析，验证控制策略的正确性。最后，依据本文所研究的机构和控制策略搭建实验系统进行机构构型实物研究和控制策略实验验证。实验结果表明，本文提出的三自由度冗余并联机构具有很好的空间调姿性能，所提出的全主动力/位混合控制策略取得了很好的控制效果。关键词：分块式车载雷达；空间位姿调节；冗余并联机构；冗余驱动控制-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文

7、AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,mobileradarsareplayinganincreasinglyimportantroleinmodernwarfare.Comparedwithtraditionalfixedradars,highmaneuveringvehicleradarshaveremarkableadvantages,suchashighmobility,highpositionadaptability,highconcealmentandhighsurviva

8、bility.Inordertomeettherequirementsofhighprecision,highautomationandhighrel