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串—并混联研抛机床运动控制系统的研究

陈月岩  
【摘要】: 串-并混联研抛机床是并联机床的进一步发展,运动控制系统是串-并混联研抛机床控制的核心。本文以课题组自主研发的JDYP51型串-并混联研抛机床为研究对象,以提高机床的控制响应速度与控制精度为目的,进行了机床运动控制系统控制策略和实现方法的理论与实验研究。 JDYP51型研抛机床是一个包含多环闭链机构的复杂多体系统,它的核心部件是3-PTT并联机构。本文采用多刚体系统动力学的建模方法,得到简化的串-并混联研抛机床并联机构动力学模型方程式。基于该模型,分别研究了不同控制策略下运动控制系统的响应情况。仿真结果表明,采用基于高精度模糊控制器补偿的计算力矩控制器可以使得控制系统获得比较理想的跟踪效果。在此基础上,研究了一种NURBS曲线快速插补技术和一种抑制伺服系统干扰的离散小波算法,提高了系统的控制精度。以本课题组自主研发的混联机构为平台,进行了并联机构运动控制器硬件设计与相应功能软件的开发,形成了具有开放功能的基于TMS320F2812 DSP的PCI运动控制卡。针对本文所提出的算法,进行了串-并混联研抛机床运动控制系统中主要技术环节的实验研究,实验结果表明本文所研究的运动控制系统精度高、响应速度快,具有一定的开放性,可以完成一定高精度的快速控制任务。 课题的研究工作得到了吉林省科技发展计划重点项目(仿人高效研抛自由曲面专用机床嵌入式控制系统的研究,编号:20040325)的资助。


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