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《电子科技大学》 2006年
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面向新型混联机床的智能控制方法研究

杜英魁  
【摘要】: 随着并联机床技术的发展,出现了将并联机床和传统串联结构机床相结合的混联机床,并在工业生产中开始显现出巨大潜力。1PT+3TPS三自由度混联机床是一种新型少自由度混联机床,可以实现一维移动和两维转动,具有结构简单、刚度大、灵巧性好、低惯性以及有效载荷大等优点,可广泛应用于运动模拟器、微操作手以及机床加工设备等领域。由于混联机床具有系统非线性及耦合性强等特点,传统控制方法难以获得理想的控制效果,因此,对混联机床智能控制策略的研究成为目前混联机床研究中的热点之一。 在本文中,以这种1PT+3TPS新型混联机床为对象,对其运动控制中的虚拟建模、运动学分析、轨迹插补、PID控制方法和模糊PID控制方法等方面进行了比较系统深入的研究。 对其机构参数和自由度进行了分析计算,在Solidworks中进行了机构简化和虚拟建模,在ADAMS中修正和设定了机构模型及运动约束,根据设定的动平台运动轨迹,进行了运动学仿真,得到了混联机床的运动仿真动画及各条驱动腿的运动学逆解曲线,提供了对其运动特点的直观认识和插补控制器研究的训练样本。 利用神经网络并行运算和非线性映射能力,结合插补控制理论和新型混联机床运动规律,提出了一种软件插补控制器。给出了混联机床粗插补和精插补算法,以BP神经网络构建了插补控制器,用LM算法对控制器进行训练,利用Matlab中的神经网络工具箱进行了仿真,验证了其可行性和有效性,为实现面向制造过程的高速实时插补方面,提供了一种新的插补控制器结构。 新型混联机床驱动腿的运动通过插补控制器输出脉冲给伺服电机来实现,为保证其运动精度,设计了多通道双闭环PID控制器和模糊PID控制器。给出了新型混联机床的控制流程和控制策略,对两种控制器的原理、结构进行了分析和推导,建立了混联机床误差链模型、单通道传递函数模型和模糊规则表,在Matlab环境下对两种控制器进行的仿真对比分析表明,模糊PID控制器能更有效地改善系统的鲁棒性、快速性和控制精度。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG659

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜春福,余跃庆;神经网络在机器人控制中的研究进展[J];北京工业大学学报;2003年01期
2 吴立成,陆震,于守谦,郑红;一种柔性机器人的神经网络控制方法[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
3 张硕生,余达太;轮式移动操作机器人的鲁棒跟踪控制器设计[J];北京科技大学学报;2003年01期
4 周恩涛,何洪,周士昌;基于函数联接神经网络液压驱动机械手的自学习控制[J];东北大学学报;2000年02期
5 姚仲舒,吴键荣,杨成梧;基于神经网络的学习控制及其在机器人中的应用[J];电工技术学报;2003年03期
6 李冬梅,王正欧;提高前向神经网络泛化性能和实时性能的新算法[J];电机与控制学报;2002年03期
7 汤红诚,李著信,王正涛,张晓清,苏毅;一种模糊PID控制系统[J];电机与控制学报;2005年02期
8 夏红,宋建成;模糊PID控制器的发展[J];化工时刊;2003年01期
9 郑义民,王永初;不同结构PID控制性能的分析和比较[J];华侨大学学报(自然科学版);2005年01期
10 李金泉,丁洪生,付铁,庞思勤;并联机床的历史、现状及展望[J];机床与液压;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于洋;模糊控制与神经网络方法研究[D];西北工业大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛薇;朱张青;;模糊PID控制及其进展[J];安徽职业技术学院学报;2007年04期
2 孙宏义,朱梅;混沌时间序列预测及在股票市场中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
3 朱梅,王海燕;中国股票市场的非线性确定性预测[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
4 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
5 周力;王冠凌;;城市路口多相位智能交通信号控制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
6 牟淑杰;;模糊自整定PID在温室控制系统中的应用[J];安徽农业科学;2010年22期
7 徐少川,陈雪波,李小华;互联电力系统AGC的模糊和遗传控制算法[J];鞍山科技大学学报;2004年03期
8 葛友刚;贾志绚;李捷;董永富;;基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析[J];辽宁科技大学学报;2012年01期
9 乔兵,郑文涛,张士宏,曲周德;基于BP神经网络的GH648合金本构模型的建立[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
10 曹阳;黎明;赵明富;罗彬彬;;基于FPGA的精跟踪系统实验研究[J];半导体光电;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;赵彬;;精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[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 王雷;朱熀秋;陈艳;;二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 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
5 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
6 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
7 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 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
9 曾喆昭;;基于神经元PID最优控制的汽轮机调速系统研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年
4 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
5 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
6 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
7 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
8 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
9 姚廷强;球轴承多体接触动力学研究[D];昆明理工大学;2009年
10 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 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
3 吴定柱;多孔质气体静压止推轴承关键技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
4 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
5 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
6 姜波;挠性驱动盘疲劳试验台的研制[D];长春理工大学;2010年
7 王禹;双质量飞轮扭转疲劳试验台的研究[D];长春理工大学;2010年
8 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
9 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
10 吕勇松;基于补偿的模糊神经网络电阻炉控制系统设计与实现[D];浙江理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁洪生,王迪华,刘惠林;BKX-I型变轴数控机床运动学仿真建模及实现[J];北京理工大学学报;2001年04期
2 郭巧,吴越,陆际联;一种柔性机器人系统建模方法(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年04期
3 黄茹楠,高英杰,王洪瑞;并联机器人的一种鲁棒最优控制结构[J];燕山大学学报;1999年02期
4 范守文,徐礼钜,甘泉;二重八面体变几何桁架机器人工作空间解析[J];电子科技大学学报;2001年02期
5 毕树生,宗光华,张体娟;并联微操作机构的研究与应用[J];高技术通讯;2001年02期
6 王晓立,邱光谊;专家系统的多模型集成技术[J];湖南大学学报(自然科学版);1996年02期
7 于洋,章卫国,朱林海,李健;史密斯模糊集成控制系统的设计方法[J];测控技术;1999年07期
8 陈文家,王洪光,房立金,赵明扬;并联机床的发展现状与展望[J];机电工程;2001年04期
9 王继成,吕维雪;一种神经网络学习过程的数学描述[J];计算机研究与发展;1995年08期
10 周立,吴泉源;面向智能体逻辑程序设计系统GKD-AOLPS[J];计算机研究与发展;1995年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;重型混联机床研制成功[J];青海石油;2008年03期
2 孟祥志,王艳,蔡光起;立卧转换式混联机床及其平行机构的运动学分析[J];机械设计;2005年01期
3 ;新型龙门式五轴联动混联机床关键技术及研制[J];机电新产品导报;2005年07期
4 王瑞;王知行;钟诗胜;;七轴混联机床机构干涉校验算法及工作空间快速校验的研究[J];机械工程学报;2006年02期
5 李兴山;蔡光起;;基于Nastran的混联机床动力学研究及仿真[J];制造业自动化;2011年08期
6 刘悦;王立平;;混联机床的静刚度实验测量[J];机械强度;2009年06期
7 石宏,赵亮,蔡光起;基于3-TPS混联机床的后置处理算法[J];东北大学学报(自然科学版);2005年10期
8 王小兵,范守文;一种新型混联机床的机构设计与运动学分析[J];机械科学与技术;2005年09期
9 蔡光起,石宏,李康举;3-TPS混联机床结构分析与运动描述[J];机械制造;2005年08期
10 刘悦;汪劲松;王立平;;基于单元刚度矩阵的混联机床静刚度研究[J];中国机械工程;2008年24期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 孙宏昌;戴怡;;混联机床与开放式运动控制[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 刘长海;齐二机床:新型五轴联动混联机床研制成功[N];中国工业报;2009年
2 记者 包晓艳 王丽梅;技改创新促企业发展[N];齐齐哈尔日报;2008年
3 实习生 薛蒙 记者 孙宇升;知识产权助推我市制造业远航[N];齐齐哈尔日报;2009年
4 记者 张晔 通讯员 甄帅 顾亮亮;五轴联动雕刻机在扬州大学诞生[N];科技日报;2010年
5 张晔 甄帅 顾亮亮;拥有自主知识产权 五轴联动雕刻机诞生[N];中国质量报;2010年
6 张晔 甄帅 顾亮亮;扬州诞生五轴联动雕刻机[N];中国技术市场报;2010年
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1 郭建烨;三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D];东北大学;2009年
2 石宏;3-TPS混联机床相关控制算法研究[D];东北大学;2005年
3 武建新;固体火箭发动机整形机床机电系统动力学分析与优化[D];内蒙古工业大学;2007年
4 解顺强;虚拟轴机床非线性动力学的正问题和逆问题[D];中国农业大学;2003年
5 郝齐;一种两自由度并联机构优化设计及动力学控制研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邵旭光;面向混联机床的故障检测方法与精度容错技术研究[D];电子科技大学;2010年
2 王晓敏;五轴混联机床连续加工路径分析与研究[D];燕山大学;2011年
3 刘冰;3-TPS混联机床运动仿真与控制算法研究[D];东北大学;2008年
4 周永胜;3-TPS混联机床精度设计[D];东北大学;2009年
5 王爽;3-TPS混联机床运动学动力学及仿真研究[D];东北大学;2009年
6 石岩;3-TPS混联机床的运动控制技术研究[D];东北大学;2009年
7 李扬;3-TPS混联机床五轴联动插补技术及精度分析[D];东北大学;2011年
8 冯伟卓;基于Visual C++的混联机床数控系统的研发[D];西安理工大学;2004年
9 杜英魁;面向新型混联机床的智能控制方法研究[D];电子科技大学;2006年
10 徐冠军;混联机床并联机构几何参数辨识研究及内球面加工试验[D];西安理工大学;2008年
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