基于三自由度并联支撑机构的自动调平系统的研究

摘要

自动调平系统不论是在民用设备上还是在军事国防工程上都有着重要而广泛的运用,在过去的几十年里,自动调平技术的研究始终受到人们的重视。
　　本文基于螺旋理论及反螺旋理论的构型综合方法对2R1T两转动一平移的并联机构进行了构型综合分析,构型综合出了一系列具有非对称结构的具有2R1T三自由度的并联机构、含有球副S对称结构的2R1T三自由度的并联机构以及具有三条零终端约束的2R1T三自由度的并联机构,提出了作为自动调平系统的支撑机构所需要的并联机构的特点和要求。
　　通过对并联支撑机构的运动学及动力学的分析计算,为自动调平系统的控制系统建立起了精确的数学模型,利用Solidworks软件和Adams软件联合建模进行运动学和动力学仿真,并对仿真结果做了分析研究。
　　本文对自动调平系统中的液压伺服控制进行了比较完整的研究设计分析,分别对整个液压伺服系统的比较重要的元器件进行了选择及设计,建立起了液压伺服控制系统的数学模型,得到了液压伺服控制系统的传递函数,并利用Matlab软件程序进行了液压伺服控制系统的开环频率响应特性曲线仿真并对仿真结果进行了分析。
　　本文自动调平系统的控制器采用模糊PID——Smith预估器进行自动调平控制,并在Matlab软件里进行了调平性能控制仿真,仿真实验结果表明采用模糊PID——Smith预估器控制是具有良好的调平控制效果的。

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第一章 绪论

1.1 课题来源和研究目的及意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3 目前自动调平技术存在的问题

1.4 自动调平技术发展的趋势

1.5课题研究的主要内容和结构安排

第二章 三自由度并联支撑机构的构型

2.1 并联机构构型综合方法

2.2 螺旋理论基础

2.3 少自由度并联机构动平台上约束力的螺旋系的建立

2.4 少自由度并联机构串联约束支链的分类

2.5 三自由度2R1T并联机构的构型综合

2.6 本章小结

第三章 3-RPS机构的位置分析、运动学和动力学分析及仿真

3.1 3-RPS机构的位置分析

3.2 3-RPS并联机构的运动学和动力学分析

3.3 3-RPS并联机构的运动学和动力学仿真

3.4 本章小结

第四章 自动调平平台液压伺服控制系统的研究

4.1引言

4.2 液压伺服系统的数学描述

4.3 液压伺服系统主要元件的设计与选择

4.4 液压伺服系统中单通道的数学模型

4.5 自动调平系统液压伺服系统开环频率特性分析

4.6 本章小结

第五章 自动调平平台控制系统的研究

5.1 3-RPS并联支撑机构在Matlab软件里建模

5.2 PID及模糊PID控制

5.3 Smith预估器

5.4 自动调平系统调平性能仿真分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历

在学期间发表得学术论文与研究成果

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