三自由度并联机构控制系统研发

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1、．Ｉ？又義户／１硕±研究生学位论文Ｈ自由度并联化构控制系统研发申请人：范宇超２Ｕ１３８８学号：培养单位：电子工程学院呈：学科专业控制工程；；研究方向：智能仪器与智能测控技术’：指导教师：毕永利教授＇？７‘完成日巧：２０１５年０４月２８日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研，论文中不包含其他究成果。据我所知，除了文中特别加队标注和致谢的地方外‘人已经发表或操写过的研究成果，也不包含为获得墨龙狂主堂或其他教育机构的学位或征书而使用过的材料。一

2、山Ｉ直：年ｔ月日学位论文作者签名：苑Ｊ弓在曼签字日期中学位论文版权使用授权书本人完全Ｔ解黑龙江大学有关保留，同意学校保留并、使用学位论文的规定。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查閲和借阅本．人授权黑发江大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、汇编本学位论文。、缩印或其他复制手段保存＇导师签名；学位论文作者签名；為爹挺葦伞養＾签字日期：王］巧年ｔ月日签字日期：厂年／月日十口女中文摘要中文摘要当今社会快速发展，人们对自动化设备的需求也有了很大的变化。在这种背景下区别于传统串联机

3、构的新兴机构——并联机构产生了。并联机构从结构上来说具有以下特点，比如承载能力更强、运动惯性小和无累积误差。而从其建立的控制系统更加决定这并联机构是否能达到理想运动轨迹。传统的控制系统必须要采用专用的设备和开发语言才能完成，且更新换代困难。所以采用当今比较流行的开放式数控系统中的“PC机+运动控制卡”模式，摆脱了传统控制系统所带来的问题。本文主要是以3-UPU并联机构为研究对象，对其建立的控制系统进行了分析和研究。首先，就并联机构和开放式数控系统的研究现状和发展趋势进行分析，研究发现并联机构在工业生产中扮演着越来越重要的角色。其次，对3-UPU并联机构进行总体设计，

4、包括机构本体的结构设计和自由度的计算，还有控制系统的硬件和软件设计。再次，对每个模块进行撰写，一方面是利用Euler变换和齐次坐标变换相关知识对运动学算法进行建模，对位置正反解模型做关于时间t的一阶微分，可得出其正逆Jacobi矩阵，然后将在ADAMS中的数据图像和在MATLAB数据图像进行比对，验证其模型的正确性。另一方面是人机界面设计，主要包括人机界面的建立及MFC的介绍和Clipper卡及编程软件的介绍。最后，以3-UPU并联机构工作台中心点走一平面螺旋线运动轨迹为实验条件。并观察其在建立的实际控制系统中运行的情况与在ADAMS虚拟仿真平台中走的理想轨迹是否一

5、致。最后得出验证结论：该控制系统从MATLAB运行轨迹的编写到VC++上的人机界面的设计到Clipper运动控制卡程序的编写均正确。关键词：并联机构；位置正反解；Jacobi矩阵；数控系统-I-黑龙江大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsociety,humandemandforautomaticmachinehasalsobeenaqualitativechange.Inthiscontexttheparallelmechanismwhichisdifferentfromthetraditionalinstitutionsoft

6、heemerginginstitutionsinseriesisproduced.Fromtheperspectiveofstructureparallelmechanismhasthefollowingcharacteristics.Forexample,carryingcapacityisstronger,inertiaislowerandthecumulativeerrorisn’texisted.Thecontrolsystemdetermineswhethermechanismcanachievethedesiredtrajectory,whichmust

7、usespecialequipmentandlanguagetocompleteandarehardtoupgrade.Thispaperisbasedonthe3-UPUparallelmechanismandthecontrolsystemisanalyzedandstudied.Firstly,theresearchstatusanddevelopmenttrendofparallelmechanismandtheopenCNCsystemareanalyzed.Studieshaveshownthatparallelmechanismplaysaninc