欠约束绳驱动六自由度并联机构系统辨识与控制方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jincast
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
起重机是海洋运输作业的重要设备,主要用于海上舰船之间的货物吊装、鱼类导弹的装填,然而舰船在风浪干扰下会发生六自由度的摇荡运动,对起重机的安全作业带来重大影响。绳索并联机构具有负载质量比高和多自由度运动能力的优点。基于上述背景,结合绳索并联机构的优点,本文对并联绳索吊装系统展开研究,目的是补偿吊装过程中的摇荡运动,提升海上吊装的安全性。论文首先描述了绳索吊装系统的结构特征,在上平台运动情况下,采用矢量封闭法建立了非惯性系和惯性系下的运动学模型,在非惯性系模型的基础上推导了电机转速与平台运动之间的关系;在修正经典的库伦粘滞摩擦模型的基础上,建立了电机驱动系统的动力学模型;采用牛顿欧拉法建立了惯性系下绳索吊装系统的单刚体动力学模型,并采用Simulink/Adams联合仿真的方式验证了数学模型的正确性。针对系统惯性参数未知的问题,建立了电机驱动系统和动平台待辨识参数的线性化模型,并推导了线性化模型的最小二乘解;针对参数辨识过程中数据获取的问题,采用傅里叶级数为系统的激励信号,并提出了运动轨迹应保证绳索张力为正、处于工作空间内部等要求。在负载惯性参数已知的情况下,结合控制目标,重新推导了系统的动力学模型,提出了期望力矩补偿的约束动力学控制方法,并证明了稳定性,该方法在惯性参数已知或偏差不大的情况下能到达期望的控制效果;针对负载惯性参数不确定和干扰力的因素,推导了干扰分离的动力学模型,提出了滑模变结构动力学控制方法,并证明了稳定性,在干扰有界的情况下,该控制方法能实现期望的效果;采用Simulink/Adams联合仿真的方式验证了控制方法的有效性。在Simulink/Adams联合仿真过程中,针对Adams中Cable模块未能模拟真实绳索缠绕卷筒的缺陷,提出了绳索缠绕于电机卷筒并能随卷筒运动的建模方法;针对联合仿真绳索系统易出错的问题,总结归纳了失败原因,提出了几种可能的解决方法。为了进一步验证控制方法和参数辨识方法的正确性,搭建了绳索物理实验平台,对其机械结构、控制系统软硬件进行了设计,通过基于运动学模型的控制方法对系统的跟踪性能进行了实验,并进一步验证了运动学正逆解的正确性和实时性。
其他文献
论文以氯化铵浸提电石渣所得的钙离子溶液为原料,通过适宜晶型控制剂的筛选和添加,采用复分解反应或CO2碳化法,制备了枝状、立方体以及晶须状碳酸钙,优化并确定了多种形貌碳
目的:本研究基于“乙癸同源,肝肾同治”理论,予以改良方“六味地黄汤加味”联合穴位埋线治疗肝肾不足型斑秃,研究该方案的临床疗效、安全性及复发率,探讨其可行性、实用性,为
复杂多变的社会环境使个体的生涯发展充满了不可预测性和不确定性。高中生正处于生涯发展关键期,要同时面临学业和生涯的双重压力。此阶段的个体不仅需要良好的品质,更需要适
本文简要介绍了Swain语言输出假设理论的内涵、功能及其对大学英语写作的教学启示,结合当前大学英语由传统教学模式向混合式教学模式转变的趋势,简要分析了运用语言输出假设
随着我国加大政府数据开放的力度和各个地方政府加快建设开放政府数据平台的脚步,越来越多的政府数据被发布到开放政府数据门户中,在“数据集”被发布在Web上的同时,相应的“
<正>1问题提出人教版高中生物必修3"细胞工程"专题P.48在描述动物细胞核移植技术时通过"体细胞核移植过程流程图"简要地概括了核移植过程,但对其中的一些细节并没有做详细的
城市信用社自90年代开始逐渐转型成为城商行后,虽经历了多次不同程度的改革但近几年城商行所处的环境越来越尴尬,前有五大国有商业银行、大型股份制银行的堵截,后有农商行的追赶,又有互联网银行、外资银行的加入,城商行必须从自身出发发挥能动力不断完善经营。因为其自身地域性特点,以及资产水平有限,业务主要集中于存贷款,所以城商行的贷款效率很大程度上决定了其经营效率、发展水平和发展潜力。本文将研究2013-20
修改后的《婚姻法》第46条规定:有下列情形之一,导致离婚的,无过错方有权请求损害赔偿:重婚的;有配偶者与他人同居的;实施家庭暴力的;虐待、遗弃家庭成员的。$$该条立法采用
报纸
运用结构主义符号学理论,从商业广告符号的构成入手,阐明商业广告符号象征意义与商品和品牌的关系,从而推导出我国商业广告中的消费主义文化生成的本质,是对消费主义观念的商
企业财会管理工作是企业生命力和竞争力的重要组成部分,对企业的生存和发展有着重要的影响作用,新经济对企业的财会管理工作提出了新的挑战和要求。文章在论述新经济特质的概