六自由度平台

山东建筑大学毕业设计外文文献及译文振动隔离多轴机器人平台G. Satheesh库马尔，永贵斯里尼瓦萨和 T. Nagaan精密工程和机械工程印度理工学院Che nnai -600 036电子邮件：huma n_flag摘要Stewart平台在多轴振动控制领域的应用证明它在高速和六自由度运动控制方面很有 前途。关键冋题是Stewart平台相关咼非线性和不确定性的动态。Stewart平台系统动力学建模开发一个简单的线性模型，固定使用刚体运动的牛顿-欧拉方程的立场Stewart平 台的议案。阻尼和刚度矩阵被发现彼此成正比，所以简化成动力学语言。为应用开发的动 态模型的各种控制策略和系统的性能进行了研究，以确定最佳的隔振应用适合的控制策略。控制策略的建模和测试都是使用 MATLAB 口实验验证。简介振动控制关键在于所有指向及定位系统的精度。振动控制，实现由被动和主动的方式。 而被动的方式是有效地引进无动力配置没有不稳定的风险。发现主动方式非常适合动态系 统，并承诺增加的隔离性能。在一般情况下，振动控制在高精度应用的要求，可以分为两 个层次，隔振1在组件级和系统级结构振动抑制。振动隔离在组件级别将被称为作为本文 振动主动控制。在组件级别的隔离，隔振装置提供的衔接，同时降低之间的振动源及零部 件，这需要无振动的振动传输。其中，Stewart平台在多轴振动控制领域的应用证明它在 高速和六自由度（DOF运动控制方面很有前途，即使在一个比较大的负载1，2, 4, 5。振动控制中的应用是相当不同的飞行模拟器使用或Stewart平台多自由度并联机械手。冲击阻尼结构振动所需的驱动器是微米量级的顺序，频率响应性能应达到kHz的范围内。力振动控制装置所需的能力不同，按要求在不同的应用。另一方面，Stewart平台机械手有一个关键的缺点，对传统的振动控制装置，及其动力学的高非线性和不确定性。因 此，达斯古普塔等提到的有待解决的问题之一。3通过广泛的模拟和分析/数值的ODE系 统工具操纵的动态行为的研究，是一个简单的控制策略的应用，为隔振中的应用，结合沿。 本文组织如下：在第二节中，我们将提出我们为什么使用三次Stewart平台的配置，比传统配置的优势，隔振，说明应用。第三节进行的牛顿-欧拉的一般Stewart平台及其应用隔振问题的封闭形式的动态制定。系统通过一个简单的PD控制算法得到的结果显示，在第六部分讨论。Stewart 平台Stewart平台，如图1所示，由一个底座连接移动板六可变长度驱动器。作为执行机 构的长度变化，该平台的移动板是能够在所有6个自由度的移动底板。图1: Stewart平台图2：三次配置这种机制有别于其他多自由度运动发电机，所有的驱动器是直线运动执行机构本身。 Stewart平台的振动控制中的应用的重要特性之一是，如果轴向力可以测量和筛选，所有 的力量，因此，所有这些力量创造了振动可以消除，因为只有从基地转移到移动盘的轴向 力。他们可以设计进行大负荷，并保持稳定在无动力的配置。三次配置一般Stewart平台的主要困难是运动强耦合和在任何直角方向的议案要求腿的运动， 导致控制设计的数学复杂。因此，“三次配置” 1提出了振动控制应用。在图2,顶点A12, A34高速公路，A56形式形成一个平面和B16, B23和B45形成了第二架飞机，底座和移动 板立方Stewart平台，板块之间的连接，形成了六条腿。三次配置有几个独特的功能，因为它在许多隔振应用1,4,5。一个数来提，正交相邻的腿保证独立执行机构对被控制的移动板的议案。它有利于利用多自由度主动隔振问题的 SISO控制算法。它在各个方向的控制权力最大的均匀性和简化了各执行机构的议案和移动 板之间的运动关系。牛顿-欧拉的形成位移，加速度和力输出，在移动板所造成的干扰，测量，被送到控制器。控制器产生控制信号，并反馈到的每条腿的驱动器。执行器产生反振动力量和稳定的移动板。要学习 的干扰和控制部队分别的原因和效果，彻底Stewart平台的运动学和动力学的知识是必要的。动态制定6和并联机器人的动力学方程的推导是相当复杂的，因为他们的闭环结构和 运动约束。欧拉-拉格朗日微分代数方程，这是相当复杂的解决，并导致大量的符号计算 偏导系统在制定结果。牛顿-欧拉的制定不需要衍生产品的评价，因此省却了很多繁琐的 计算。B.达斯古普塔等。6采用牛顿-欧拉方法开发的封闭形式的动力学方程的 Stewart平台，这是前进的动力和控制系统的设计至关重要。一般Stewart平台有一个基地，并通过球形关节(6-SPS)，或一个球形关节连接在一端连接 6个扩展腿平台，万向节 (6-UPS在其他。用于振动隔离应用本文仅 6-UPS Stewart平台的动力学方程。图3: 条腿的详情，一条腿的运动学和动力学推导出考虑和表达的约束力量在腿顶部的球形关节。然后, 获得完整的系统动力学方程考虑平台的运动学和动力学。Stewart平台腿的运动学位置分析.从图3的向量回路方程写为S = q + t - b(1)腿的长度L = | S |(2)速度分析.平台点（3）滑动速度之间的两部分腿（4）加速分析的速度.加速平台的连接点左=+ c X q -+- rn x （rfj x 今（5）腿的动态分析所有腿在普通情况下丘=0孑一G逐症+扶；一遇乓（6）运动学和动力学的移动平台平台的基本框架表示的重力中心位置向量的运动学和动力学的一般表达式将得到-5 -山东建筑大学毕业设计外文文献及译文-# -山东建筑大学毕业设计外文文献及译文解决的任务空间动力学方程，我们得到运动方程(8)欧拉制定了FEXT和文部省的外部力量和外部的时刻（干扰）进行控制。推导牛顿详细的参考6控制法则“对使用一个简单的PD控制算法，使用下面给出的任务空间的表达，产生反振动力量 对于正弦波输入系统响应如图4所示。Z方向的答复，并没有控制。iasi =| K.p K.p2|（ lort） + 山呂弓|）（9）t .：厂|I： I -:|、_- - （ 10）结论为主动隔振应用的一个合适的配置标识和 Stewart平台的正向动力学研究和应用 隔振问题，利用牛顿-欧拉的制定。制定实施使用 MATLABS序和一组模拟结果如插图所 示。主动隔振一个简单的PD控制律的开发利用系统的位置和速度，被认为是有效的。u-W*訐打04Tmr MB亠044Ttevwfe 卜4图4:与无控制的系统响应，在z万向参考文献1.乙 贾森耿和Leonard S.海恩斯,六自由度自由度振动主动控制卷控制系统技术,采用Stewart平台，IEEE交易。2，三月，第45-53页，第1期，1994年。2新西兰金，李经纬，细长结构的多轴振动控制使用Stewart平台机械手，机制和机械原理，卷。36，第 1253 年- 1269，2001。3. 巴斯卡尔达斯古普塔，Stewart平台机械手的TS Mruthyunjaya -回顾，机械工程学 报，卷。35，第 15 - 40 岁，2001 年。4. D.塞耶 J. Vagners ，A. Vonflowtow ， C. Hardham, K.斯克里布纳，SIXAXIS隔振系统使用软驱动器和多传感器，第 21届年度自动化学报制导与控制会议，1998年2月。5. 斯帕诺斯，等。人，六轴隔振，行政协调会，1995年进行的法律程序。6. 巴斯卡尔达斯古普塔，TSMruthyunjaya，通过牛顿-欧拉方法，机制和机理论，卷 一般Stewart平台的封闭形式的动态方程。33，第7号，第993-1012页，1998年。-7 -