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机械技术与电子技术的有机结合,开辟了两者单独都不能达到的新的应用领域。机械与电子相互交融的广义机构学已成为当今机械学的重要研究内容。以一种新型平面可控机构为研究对象,在运动学正逆解分析、动力学建模的基础上,应用复合智能控制策略进行轨迹跟踪控制器设计,具体工作如下:
分析了其工作空间,并推导了相关工作空间求解方程,进一步分析了此机构的几种典型的奇异情况,并给出了产生奇异的条件关系方程,并在此基础上给出了输出参考点的轨迹描述方程式。运用闭环矢量法建立了可控机构运动学逆解模型,借助消元法导出了机构的正解模型,在此基础之上,运用拉格朗日法建立可控机构刚体动力学模型,从而为轨迹规划和机构控制提供了必要的理论前提和技术基础。
以ADAMS为仿真平台,建立可控挖掘机构的多刚体系统模型,通过仿真以获得可控挖掘机构相应各主动件以及输出端的运动规律和它们之间的相互作用力的关系等,为可控机构的电机选配提供了技术参考。
研究了多伺服可控机构复合智能控制策略,将神经网络控制与传统PID控制相结合,形成复合型智能控制,以机构在全域内均方根值误差最小为优化目标,设计一种以BP神经网络在线整定的PID控制器。通过仿真,进一步研究和验证本文基于动力学模型设计控制器的控制效果,仿真表明,该复合智能控制对于多伺服驱动机构系统的轨迹跟踪具有较高的控制精度和鲁棒性。