基于电气联合驱动微重力模拟平台的分析及控制研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 注释表 | 第13-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-22页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第14页 |
| 1.2 半物理仿真模拟微重力方法的发展现状 | 第14-15页 |
| 1.3 微重力模拟平台关键技术的研究现状 | 第15-20页 |
| 1.3.1 六自由度并联平台的研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3.2 气缸的摩擦力 | 第16-17页 |
| 1.3.3 气缸的压力控制研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3.4 电动和气动联合驱动器的研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第20-22页 |
| 第二章 平台的运动学和对称性分析 | 第22-44页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 六自由度并联机构的理论基础 | 第22-25页 |
| 2.2.1 平台构型简介 | 第22-23页 |
| 2.2.2 逆运动学 | 第23-24页 |
| 2.2.3 姿态表示 | 第24-25页 |
| 2.3 雅可比矩阵 | 第25-27页 |
| 2.3.1 末端执行器的速度和角速度 | 第26页 |
| 2.3.2 驱动关节的速度 | 第26页 |
| 2.3.3 逆运动学雅可比矩阵 | 第26-27页 |
| 2.3.4 力雅可比矩阵 | 第27页 |
| 2.4 工作空间分析 | 第27-31页 |
| 2.4.1 工作空间定义 | 第28-29页 |
| 2.4.2 离散法求解工作空间 | 第29-31页 |
| 2.5 对称性 | 第31-42页 |
| 2.5.1 结构的对称性 | 第32-33页 |
| 2.5.2 对称位姿 | 第33页 |
| 2.5.3 工作空间的对称性证明 | 第33-37页 |
| 2.5.4 工作空间的对称性算例 | 第37-39页 |
| 2.5.5 关于雅可比的对称性 | 第39-42页 |
| 2.6 本章小结 | 第42-44页 |
| 第三章 单轴电气联合驱动器样机设计 | 第44-55页 |
| 3.1 引言 | 第44页 |
| 3.2 样机结构设计 | 第44-47页 |
| 3.2.1 总体结构 | 第44-46页 |
| 3.2.2 电动系统 | 第46页 |
| 3.2.3 气缸阀控系统 | 第46-47页 |
| 3.3 控制系统硬件 | 第47-50页 |
| 3.3.1 主控芯片 | 第48页 |
| 3.3.2 开关阀驱动模块 | 第48页 |
| 3.3.3 数据采集模块 | 第48-49页 |
| 3.3.4 传感器 | 第49-50页 |
| 3.4 控制系统软件 | 第50-54页 |
| 3.4.1 基于微控制器的控制系统 | 第50页 |
| 3.4.2 数字信号处理 | 第50-53页 |
| 3.4.3 上位机软件开发 | 第53-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第四章 单轴样机气动部分建模 | 第55-67页 |
| 4.1 引言 | 第55页 |
| 4.2 气缸摩擦力建模 | 第55-60页 |
| 4.2.1 摩擦力的经典模型 | 第55-56页 |
| 4.2.2 气缸摩擦力模型 | 第56-57页 |
| 4.2.3 滑动摩擦力标定 | 第57-59页 |
| 4.2.4 静摩擦力标定 | 第59-60页 |
| 4.3 气缸内气体的动力学模型 | 第60-62页 |
| 4.4 充气和排气的动力学建模 | 第62-66页 |
| 4.4.1 数据采集过程 | 第62页 |
| 4.4.2 流量模型 | 第62-63页 |
| 4.4.3 开关阀和流量控制阀的建模 | 第63-66页 |
| 4.4.4 阀控系统模型验证 | 第66页 |
| 4.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 单轴控制系统研究 | 第67-88页 |
| 5.1 引言 | 第67页 |
| 5.2 控制策略概述 | 第67-72页 |
| 5.2.1 PID算法 | 第67-68页 |
| 5.2.2 线性自抗扰控制器 | 第68-71页 |
| 5.2.3 积分型线性自抗扰控制 | 第71-72页 |
| 5.3 气压的一阶线性自抗扰控制 | 第72-73页 |
| 5.4 气缸气压控制仿真 | 第73-79页 |
| 5.4.1 三种控制方法仿真结果 | 第73-77页 |
| 5.4.2 气罐体积对气压控制的简要分析 | 第77-79页 |
| 5.4.3 考虑气缸模型的气压控制 | 第79页 |
| 5.5 气缸气压控制实验 | 第79-81页 |
| 5.6 电气联合驱动仿真 | 第81-83页 |
| 5.7 电机单独驱动实验 | 第83-84页 |
| 5.8 电气联合驱动实验 | 第84-86页 |
| 5.9 本章小结 | 第86-88页 |
| 第六章 总结与展望 | 第88-90页 |
| 6.1 总结 | 第88-89页 |
| 6.2 展望 | 第89-90页 |
| 参考文献 | 第90-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第97页 |
