收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Stewart平台位置正解构型分岔及尺度综合问题的研究

陈华  
【摘要】: 能够提供空间六自由度运动的Stewart平台型并联机构,与串联机构相比,具有高刚度、高精度、快速动态响应,大的荷重比等特点,在飞行模拟器、飞船太空对接装置、雷达、卫星天线等系统的定位设备、工业机器人、并联机床等领域获得了广泛应用。然而,由于闭环结构的存在,Stewart平台具有更为复杂的机构特性。本论文对Stewart平台型六自由度并联机构的位置正解、构型分岔及尺度综合等问题进行研究。 由于运动方程的高度非线性,Stewart平台的位置正解很复杂。本文研究了应用小波网络求解Stewart平台位置正解的方法。首先构造了适合逼近多输入多输出系统的小波网络,通过考虑输入样本数据的稀疏性,及正交化方法选取适合逼近输出样本数据的小波元,优化了小波网络的结构。然后以六自由度Stewart平台为例,求解了其位置正解。为了进行比较,同时对此问题构造了一个BP神经网络。结果表明,应用小波网络求解位置正解比用BP神经网络具有更好的性能。并且,数值实例表明采用小波网络的求解结果作为数值法的迭代初值,可以取得很好的效果。 对于给定的一组运动输入参数,并联机构有可能出现构型分岔现象。本文对Stewart平台构型分岔问题进行了分析。采用同伦迭代法求解机构装配构型,得到六自由度Stewart平台的8种装配构型。基于在连杆空间分析并联机构运动状态的思想,应用杆长向量表示了六自由度半对称Stewart平台的16种典型极限位姿。并利用静态分岔条件,对典型极限位姿进行分岔分析,得到避免出现构型分岔的连杆输入长度参数。 本文进行了在连杆长度范围内可以随意运动的安全机构的设计。首先对并联机构的构型分岔、铰链转角和连杆干涉这些约束条件进行分析。然后综合考虑极限位姿约束条件和连杆所受静态力约束条件,提出了安全机构设计算法。在考虑了极限位姿约束条件后,所得到的机构基本上具有较好的性能,再对其在整个连杆行程范围内检验连杆所受静态力是否合理,从而使整个工作空间内没有奇异点。随后,求取了一般六自由度Stewart平台型并联机构的连杆安全行程,通过安全行程与结构参数之间的关系的分析,为我们进行机构设计时对结构参数的选取提供了参考。为了进一步分析安全机构的性能,采用动力学仿真软件ADAMS进行仿真分析。 结合两项实际的六自由度运动模拟器的技术性能指标要求,在对Stewart平台的工作空间和性能评价指标分析基础上,本文分别以典型极限位姿的雅可比矩阵条件数均值最小和工作空间最大为优化目标,采用遗传算法优化机构的所有结构参数,设计出具有较好的全局运动性能和较大工作空间的两种Stewart平台型安全机构运动模拟器。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP242

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 蒋梦捷;张志宇;郑立功;张学军;;六自由度Stewart平台空间解析及误差分析[J];机械传动;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 马建明;飞行模拟器液压Stewart平台奇异位形分析及其解决方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘首伟;基于VRML的Stewart平台结构干涉校核研究[D];大连海事大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈辉,吴学忠,李泽湘;并联机构奇异点的运动分岔研究[J];国防科技大学学报;2004年06期
2 黄田,汪劲松,D.J.Whitehouse;Stewart并联机器人位置空间解析[J];中国科学E辑:技术科学;1998年02期
3 黄田,汪劲松,D.J.Whitehouse;Gough-Stewart平台运动学设计理论与方法[J];中国科学E辑:技术科学;1999年04期
4 曲义远,黄真;空间六自由度多回路机构位置的三维搜索方法[J];机器人;1989年05期
5 张世辉,孔令富,原福永,刘大为;基于自构形快速BP网络的并联机器人位置正解方法研究[J];机器人;2004年04期
6 刘延斌;韩秀英;贾现召;;一种6-SPS型并联机构运动学正向求解方法[J];机械设计与研究;2006年01期
7 李兴山,蔡光起;2TPT-PTT并联机器人可操作度的研究[J];机械设计与制造;2002年03期
8 李波,蔡光起,葛春光,李强,方良周,郭立新;基于工作空间和遗传算法的虚拟轴机床参数设计[J];机械科学与技术;2000年02期
9 方浩,周冰,任路,冯祖仁;3-6Stewart平台安全机构设计[J];机械科学与技术;2001年06期
10 沈辉,吴学忠;基于区间对分搜索法的并联机构位置正解问题求解[J];机械科学与技术;2004年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
2 张艳丽;杨仁弟;;基于小波变换自适应滤波方法的ECG信号消噪[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
3 高洪;赵韩;;并联机器人机构学理论研究综述[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
4 赵转哲;姜忠宇;何慧娟;;Matlab在货车滚动轴承故障诊断中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
5 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
6 张延;张凯;;农用拖拉机喷油泵校正器的设计与实现[J];安徽农业科学;2009年21期
7 何国栋;章姗姗;;基于小波变换的电力信号奇异性检测[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年04期
8 周丹,崔爱华,王宏德;求解非线性反问题的鲁棒同伦算法[J];鞍山科技大学学报;2004年06期
9 贾朱植,董立文,董勃,谢元旦;Fourier变换和Gabor变换与小波变换的比较研究[J];鞍山科技大学学报;2005年01期
10 马垣;关于Feigenbaum图中的暗线[J];鞍山师范学院学报;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯晶晶;张琪昌;王炜;;二维非线性振动系统同异宿轨道的类Pade逼近方法[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 阮久宏;荣学文;吴三友;;凿岩机器人液压系统ADRC控制器设计与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙立宁;李长峰;曲东升;刘彦武;;ICF精密并联机器人系统的研制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 胡英;吴德烽;;一种柔性检测机器人的运动学研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 宋方臻;宋波;;平面并联机构与磁悬浮控制电主轴耦合系统的瞬态响应分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 农绍宁;谢建华;谭长建;陈大林;;一个干摩擦自激振动系统的Hopf-Hopf分岔分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 王东森;孙勇军;;多维Laplace小波及其在颤振飞行试验中的应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
10 陈予恕;;关于动力学和工程非线性动力学的内容结构[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
8 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
9 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
10 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
3 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
5 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
6 董涛;生物基因调控系统和钙离子振荡体系的动力学行为研究[D];广西师范学院;2010年
7 张祖华;2-PPa移动并联机构运动学设计[D];浙江理工大学;2010年
8 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
9 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;2010年
10 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡胜利,白师贤;带冗余度并联机器人的特性分析[J];北京工业大学学报;1997年03期
2 白志富;韩先国;陈五一;;基于冗余驱动的大姿态角并联机构优化设计[J];北京航空航天大学学报;2006年07期
3 赵强,李洪人,张铁柱;基于遗传算法的六自由度舰船运动模拟器的参数优化[J];船舶工程;2004年02期
4 黄真;曲义远;;空间并联机器人机构的特殊位形分析[J];东北重型机械学院学报;1989年02期
5 陈丽;Stewart平台6-DOF并联机器人完整动力学模型的建立[J];燕山大学学报;2004年03期
6 傅绍文;姚郁;;带有逆向力补偿的Stewart平台自适应鲁棒控制[J];电机与控制学报;2007年01期
7 朱正强,吴介一,孔竞飞,易红;基于VRML-Java的虚拟现实技术在可视化装配中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2002年01期
8 杨永立;;六自由度运动平台的仿真研究[J];工程机械文摘;2009年01期
9 吴宇列,吴学忠,李圣怡;冗余并联机构的PD控制[J];国防科技大学学报;2001年03期
10 沈辉,吴学忠,李泽湘;并联机构奇异点的运动分岔研究[J];国防科技大学学报;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 赵景山;空间并联机构自由度的终端约束分析理论与数学描述方法[D];清华大学;2004年
2 曹毅;六自由度并联机器人奇异位形的研究[D];燕山大学;2006年
3 王辉;飞行模拟器操纵负荷系统关键技术及原理样机研制[D];天津大学;2007年
4 关广丰;液压驱动六自由度振动试验系统控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 延皓;基于液压六自由度平台的空间对接半物理仿真系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王海东;并联机器人机构构型与性能分析[D];燕山大学;2001年
2 陈隆辉;Stewart并联机器人奇异分析的运动学法[D];燕山大学;2002年
3 董彦 ;六自由度飞行模拟器运动平台仿真[D];南京航空航天大学;2003年
4 宋佐时;基于计算力矩结构的不确定性机器人控制策略研究[D];燕山大学;2003年
5 晏洪涛;基于VRML与Java的柴油机虚拟装配仿真[D];武汉理工大学;2005年
6 何立波;六自由度摇摆台动力学仿真及优化[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 刘小初;六自由度运动模拟器结构参数分析设计[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 韩明磊;六自由度动感体验设备及相关软件开发[D];吉林大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 白林;六自由度电动平台控制系统设计[D];大连海事大学;2011年
2 陈云;基于SimMechanics和VRML的6-dof并联振动平台的运动仿真[D];吉林大学;2012年
3 王勇;基于力传感器的飞行模拟器运动平台控制研究[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李瑞琴,刘惠林;关于6-SPS并联机器人机构工作空间的研究[J];北京理工大学学报;1992年04期
2 黄真;曲义远;;空间并联机器人机构的特殊位形分析[J];东北重型机械学院学报;1989年02期
3 刘彬,谢平;用于故障模式识别的自适应模糊训练BP网络[J];燕山大学学报;2000年04期
4 汪劲松,李铁民,段广洪;并联构型装备的研究进展及若干关键技术[J];中国工程科学;2002年06期
5 沈辉,吴学忠,李圣怡,李泽湘;并联机构的奇异位形分析及冗余驱动控制方法[J];国防科技大学学报;2002年02期
6 沈辉,吴学忠,李泽湘;并联机构中奇异性的稳定性问题[J];国防科技大学学报;2002年05期
7 孟婥,车仁生,唐鹏,陈刚;并联六坐标测量机的工作空间及其仿真研究[J];工具技术;2002年08期
8 黄田,汪劲松,D.J.Whitehouse;Stewart并联机器人位置空间解析[J];中国科学E辑:技术科学;1998年02期
9 王玉新,王仪明,刘学深;并联机构构型分岔与保持性研究[J];中国科学E辑:技术科学;2003年01期
10 尹申明,陆建东,雷鸣,杨叔子;自适应神经网络学习方法研究[J];计算机研究与发展;1994年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅绍文;姚郁;;对称6-6 Stewart平台实时位置正解的高效算法[J];机械科学与技术;2007年08期
2 傅绍文;姚郁;;六自由度Stewart平台四维工作空间搜索方法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年01期
3 傅绍文;姚郁;;基于动态控制方法的六自由度仿真平台位置正解研究[J];系统仿真学报;2006年S2期
4 孙坚;丁永生;郝矿荣;;基于电子罗盘的新型3-2-1 Stewart平台实时运动学正解法[J];机床与液压;2008年09期
5 郝轶宁,王军政,汪首坤,钟秋海;基于神经网络的六自由度摇摆台位置正解[J];北京理工大学学报;2003年06期
6 鲁开讲;6-6式台体型并联机器人位置正解的三维搜索法[J];中国制造业信息化;2003年05期
7 罗佑新;;并联机器人机构综合的超混沌数学规划法[J];农业机械学报;2008年05期
8 王玉新,王仪明,柳杨,朱殿华;对称结构Stewart并联机器人的位置正解及构型分析[J];中国机械工程;2002年09期
9 金振林,张晓辉,高峰;Stewart型指尖力传感器结构尺寸对其灵敏度的影响研究[J];计量学报;2004年03期
10 周冰,方浩,冯祖仁;3-RSR并行机器人正向运功学闭式解[J];矿山机械;2000年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 傅绍文;姚郁;;基于动态控制方法的六自由度仿真平台位置正解研究[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
2 赵慧;张尚盈;;Stewart平台雅可比矩阵分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
3 赵慧;张尚盈;;液压驱动Stewart平台轨迹规划[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
4 赵慧;张尚盈;;液压驱动Stewart平台位姿控制仿真[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
5 刘峰璧;李续娥;;平面四连杆机构尺度综合CAD[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
6 王玉新;王仪明;柳杨;朱殿华;;对称结构Stewart平台机器人的位置正解[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
7 徐鹏;王代华;;Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
8 赵慧;张尚盈;;基于Stewart平台的空间对接动力学模拟的稳定性研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
9 李立;刘朝晖;陈永;;用同伦迭代法求解刚体空间四位置的最小有理球半径问题[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
10 杨建中;;Stewart并联机器人在航天器上的应用[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘颖;非洲将成立新航空安全机构[N];人民日报;2007年
2 记者 拱振喜 记者 马晓霖;叙巴就中东局势协调立场 以军战机空袭巴安全机构[N];人民日报;2001年
3 记者 杜震;以导弹击中巴安全机构办公楼[N];新华每日电讯;2002年
4 记者 王昊 黄敏;阿巴斯安全“组合拳”能否击中要害?[N];新华每日电讯;2005年
5 木子;欧洲:石油运输与环境风险[N];中国石化报;2006年
6 侯莎莎通讯员 张大为 王文杰;19国安全机构负责人共商奥运安保[N];北京日报;2007年
7 ;Cisco推动IP广播网络[N];网络世界;2005年
8 记者 刘立伟 魏建华;库赖向阿拉法特递交辞呈[N];新华每日电讯;2004年
9 本报驻埃及记者 黄培昭;阿巴斯外访寻支持[N];人民日报;2005年
10 本报记者 冯春萍;“黑盒子”带来“三保险”[N];中国航天报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈华;Stewart平台位置正解构型分岔及尺度综合问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 李曚;可重构混联机械手模块TriVariant的设计理论与方法[D];天津大学;2005年
3 吴培栋;Stewart平台的运动学与逆动力学的基础研究[D];华中科技大学;2008年
4 高洪;6-3-3并联机器人机构学理论与应用研究[D];合肥工业大学;2007年
5 韩先国;并联机床相关理论及设计方法研究[D];北京航空航天大学;2002年
6 李磊;六自由度并联平台位置正解及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 李占贤;高速轻型并联机械手关键技术及样机建造[D];天津大学;2004年
8 吴孟丽;一种新型三自由度并联机构的设计理论与方法[D];天津大学;2007年
9 卢强;基于stewart平台机构的并联机床设计理论及方法研究[D];南京理工大学;2002年
10 黄昔光;机构运动学若干问题及其代数法理论研究[D];北京邮电大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩子安;六自由度并联机器人安全机构算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 宫全一;基于6自由度Stewart平台的控制系统研究及参数整定[D];天津大学;2008年
3 刘晓昕;Stewart平台的MATLAB集成工具箱设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 王世营;并联坐标测量机测量建模及虚拟样机设计[D];大庆石油学院;2007年
5 韩林;2-RRC-PSS并联机器人运动学理论研究[D];天津理工大学;2008年
6 邬昌峰;6-SPS并联机器人工作空间研究及其优化设计[D];合肥工业大学;2003年
7 关蒙;一种2T2R自由度并联机构的运动学设计[D];天津大学;2012年
8 刘聪;一种四自由度混联机构的设计方法研究[D];天津大学;2012年
9 李剑秀;机器人球面驱动关节模块分析与设计[D];南昌大学;2008年
10 陈平;平面连杆机构尺度综合专家系统[D];西安理工大学;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026