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题名基于模型预测控制的高速柔性并联机构振动控制
被引量：6
- 1
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作者
胡俊峰
张宪民
徐贵阳
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机构
江西理工大学机电工程学院
华南理工大学机械与汽车工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2014年第1期24-32,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51265016)
江西省教育厅科技项目(GJJ12358)
+1 种基金
江西省科学基金资助项目(20122BAB216029)
江西理工大学科研基金项目(jxxj12050)
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文摘
由于高速柔性并联机构系统的非线性和不确定性,提出一种鲁棒模型预测振动控制策略以抑制系统的振动响心。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立机构不精确动力学模型。机构动力学模型中的非线性因素、耦合因素及系统高阶模态影响作为扰动,将模态力视为不确定扰动,并且考虑输出噪声对系统的影响,建立系统动态响应的预测模型,以预测输出值。采用Kalman滤波估计器估计系统状态量,以控制电压及其变化率为约束条件,将系统性能指标和约束条件化为一个标准二次规划优化问题,通过求解这一优化问题来得到最优控制输出,形成滚动优化控制输出来抑制系统振动响应。采用表征作动能量的可控性指标和表征观测信号能量的可观性指标,确定作动器和传感器的最优位置。以新型2自由度并联机构为实例,采用实验模态方法得到系统的前2阶固有频率和阻尼比,与有限元方法得到的结果比较分析表明理论模型不精确。基于该模型采用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建鲁棒控制系统,进行振动主动控制试验研究。试验结果表明,所设计的控制器能有效地抑制柔性构件产生的弹性振动,验证了控制器的有效性和鲁棒性。
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关键词
柔性并联机构
主动振动控制
模型预测控制
有限元法
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Keywords
flexible parallel mechanism
active vibration control
model predictive control
finite element method
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
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题名柔性并联机构残余振动控制
被引量：1
- 2
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作者
张清华
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机构
佛山科学技术学院机电工程学院
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
北大核心
2020年第3期91-96,共6页
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基金
国家自然科学基金项目“压电驱动柔顺微夹钳几何非线性设计与夹固感知研究”(51805083)
广东省普通高校科研项目(2018KZDXM074)
广东省自然科学基金项目“分布式柔性并联机器人机构动力学建模与振动主动控制研究”(2015A030310181)。
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文摘
基于已建立的柔性并联机构的刚-弹耦合非线性动力学模型,通过模态理论,截取系统前r阶低阶模态,导出该类刚柔耦合系统的振动控制方程。基于Lyapunov稳定性理论,采用指数趋近律函数,设计了滑模变结构控制器。通过仿真和实验,与应变率反馈控制进行比较,验证了滑模变结构控制器在抑制并联机构柔性连杆弹性振动方面的有效性和优越性。研究结果为高速精密定位平台的设计提供理论支撑。
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关键词
柔性并联机构
振动主动控制
滑模变结构控制
模态截断
有限元法
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Keywords
flexible parallel mechanisms
active vibration control
sliding mode variable control
modal truncation
finite element method
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分类号
TH112.5
[机械工程—机械设计及理论]
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题名3-RPS柔性并联定位机构运动学分析与仿真
被引量：1
- 3
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作者
孟彩茹
李强
郝忠孝
杨海燕
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机构
河北工程大学机电学院
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出处
《科技创新与应用》
2014年第4期24-25,共2页
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文摘
对具有空间三自由度的3-RPS柔性并联定位机构进行了运动学分析及仿真。首先,以3-RPS并联机构为基础,将机构中的运动副用柔性铰链代替,研制了一台具有三自由度的精密定位机构;其次采用"伪刚体模型"方法将该精密定位工作台等效为伪刚体模型,利用齐次坐标变换方法和矢量闭环方法构建其逆运动学模型;最后,利用软件RecurDyn进行仿真分析,测量出其位移与速度随时间的变化曲线进行验证。结果表明所建立的机构理论模型合理,且机构具有良好的运动学性能。
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关键词
柔性并联机构
伪刚体模型
运动学
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名海上柔性并联平台空间动力学建模与分析
被引量：4
- 4
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作者
谢克峰
张合
刘善增
李豪杰
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机构
南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室
中国矿业大学机电工程学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期512-519,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51475243)
江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX15-0340)
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文摘
针对某海上螺旋副-虎克铰-球铰(HUS)柔性并联平台由快速稳定和大负载引起的支撑连杆弹性变形和负载瞄准位置偏差问题,进行了空间弹性动力学建模。采用模态函数和空间等截面梁单元模型对弹性连杆进行空间建模,基于虎克铰和球铰连接的连杆为两自由度空间运动,推导了空间单元坐标与系统坐标的两自由度转换矩阵,利用平台的运动学和动力学约束条件建立了HUS柔性并联平台的空间弹性动力学方程;运用Newmark方法对弹性动力学方程进行离散求解,分析了平台的弹性动力学响应和支撑连杆的最大动应力,并进行了动力学测试实验;进一步分析了弹性变形对负载瞄准精度的影响。研究结果表明:由弹性变形引起的支撑点最大位移为2.45 mm,且x轴明显大于y轴和z轴;由弹性角位移引起最大位置偏差为1.35 m.实验结果与仿真结果一致,验证了数值建模的有效性。
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关键词
机械学
柔性并联机构
空间动力学建模
弹性变形
弹性连杆
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Keywords
mechanics
flexible parallel platform
space dynamic modelling
elastic deformation
elastic link
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分类号
TJ610.31
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
TP242.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名三自由度精密定位机构静刚度分析
- 5
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作者
李强
袁云东
刘庆阳
崔浩洋
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机构
河北工程大学机电学院
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出处
《科技创新与应用》
2014年第26期42-42,共1页
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文摘
对3-SPR柔性并联精密定位机构静刚度进行分析。建立了该柔性并联定位机构的静刚度矩阵,利用建模软件SolidWorks建立机构的实体模型并基于软件ANSYS Workbench进行实例分析。结果表明:所建立的机构理论模型具有良好的静力学性能。
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关键词
柔性并联机构
刚度
分析
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于超导的全张量重力梯度敏感头设计
被引量：2
- 6
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作者
贾明
杨功流
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机构
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2012年第2期136-139,共4页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金(YWF-10-01-B30)
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文摘
基于超导的迈斯纳效应与超导量子干涉技术,结合柔性并联机构理论,设计一种基于超导的全张量重力梯度敏感头。敏感头采用6个完全相同的同时具有移动与转动自由度的敏感结构,对称的布置在正六面体外,对称面的两个敏感结构相对旋转90°成垂直状态。轴向间距使两个敏感结构直接测量重力梯度轴向分量,相互垂直使两个敏感结构既可以测量重力梯度交叉分量,也可以测量共模角加速度。利用超导线圈的电感变化响应质量块位移,进一步通过超导回路将其转变为磁场变化,并由超导量子干涉器进行检测。敏感结构采用8分支的柔性并联机构支承,构成空间对称的形式,可以实现对称的力学特性,保证各处的柔性铰链产生均匀变形,减少非对称的偏移,避免单一铰链的应力集中,具有沿轴移动刚度与绕轴转动刚度小、非设计的寄生误差方向刚度大的优势。在惯性系下的全张量重力梯度值可由坐标变换得到,可以预期得到1E的测量精度。
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关键词
超导
重力梯度
敏感头
柔性并联机构
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Keywords
superconductor
gravity gradient
sensing head
compliant parallel mechanism
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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