并联式汽车电泳涂装输送机构的多模型切换控制.doc
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并联式汽车电泳涂装输送机构的多模型切换控制,2万字我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要：同串联机构相比，并联机构具有刚度大、精度高、承载能力强等特点，这些特点使得并联机构的应用领域十分广泛。但并联机构作为一类多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系统,对其控制策略的研究与串联机构相比要复杂的多。由于对非...
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并联式汽车电泳涂装输送机构的多模型切换控制
2万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要：同串联机构相比，并联机构具有刚度大、精度高、承载能力强等特点，这些特点使得并联机构的应用领域十分广泛。但并联机构作为一类多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系统,对其控制策略的研究与串联机构相比要复杂的多。由于对非线性时变系统采用传统的控制方法存在瞬态响应差的问题，因此，提出了一种实时性良好的多模型切换控制算法。
本文以一种新型并联式汽车电泳涂装输送机构为研究对象，采用多模型切换控制算法对其进行控制研究。首先，本文简要介绍了汽车电泳涂装输送设备的发展，并联机构的特点及其控制的研究现状。然后，介绍了并联式汽车电泳涂装输送机构所采用的“PC+运动控制卡”的分布式硬件系统，并对其关键部位进行了详细描述。其次，对该并联式汽车电泳涂装输送机构进行了运动学分析，并对升降和翻转两个子系统分别建立动力学模型。最后，基于多模型切换控制方法，设计了两个子系统的控制算法，并利用MATLAB进行仿真试验。通过与整体计算力矩仿真对比，其结果表明了对该并联式电泳涂装输送机构控制系统采用多模型切换控制不仅具有较高的控制精度，而且具有良好的实时性。
关键词：汽车电泳涂装输送，并联机构，运动学，动力学，多模型切换
Abstract: Compared with the serial mechanism, parallel mechanism has the advantages of high rigidity, high precision, strong bearing capacity. These advantages make the application of parallel mechanism very extensive. But the parallel mechanism as a kind of nonlinear system with multi variables, multi degree of freedom, multi parameter coupling, its control strategy compared to the serial mechanism is more complex. Using traditional control method in nonlinear time-varying system will cause poor transient response, so we presents a kind of multi-model switching control algorithm which has a good real-time.
This paper focuses on a new type of parallel mechanism for automobile electro-coating conveying as the research object and adopts the multi-model switching control algorithm to do some research on its control. Firstly, this paper briefly introduces the development of the automobile electro-coating conveying mechanism and the research status of the control in parallel mechanism. Then, “PC+multi-axis motion controller” hardware platform is introduced and the key parts of this platform are chosen. After that, based on the Lagrange dynamic model, the parallel mechanism for automobile electro-coating conveying kinematics is analyzed and the lifting and turning two subsystems dynamic model are established respectively. Finally, based on the multi-model switching control method, the control algorithms of the two subsystems are designed, and the MATLAB simulation experiment is conducted. Compared with the computed torque control, using multi-model switching control in this parallel mechanism control system not only make the control precision high, but also make the real-time performance good.
Keywords: automobile electro-coating conveying, parallel mechanism, kinematics, dynamics,
multi-model switching
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 汽车电泳涂装输送设备概述 1
1.2 并联机构概述 3
1.2.1 并联机构定义 3
1.2.2 并联机构特点 4
1.2.3 并联机构的国内外研究现状 4
1.3 本课题研究主要内容 6
第二章 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件平台 7
2.1 引 言 7
2.2 并联式汽车电泳涂装输送机构简介 7
2.3 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件结构和工作原理 9
2.3.1 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件平台 9
2.3.2 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的运行原理 10
2.4 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件选型 10
2.4.1 工控机IPC 10
2.4.2 UMAC运动控制器 10
2.4.3 交流伺服系统 12
2.4.4 编码器 13
2.5 本章小结 13
第三章 并联式汽车电泳涂装输送机构的运动学与动力学分析 14
3.1 引言 14
3.2 并联式汽车电泳涂装输送机构的运动学分析 14
3.2.1 运动学反解 14
3.2.2 运动学正解 15
3.3 并联式汽车电泳涂装输送机构的动力学分析 17
3.3.1 并联机构动力学建模方法 17
3.3.2 拉格朗日法动力学建模基本原理 18
3.3.3 并联式汽车电泳涂装输送机构的拉格朗日法动力学建模 18
3.4 本章小结 25
第四章 并联式汽车电泳涂装输送机构多模型切换控制策略设计 26
4.1 引言 26
4.2 多模型切换控制概述 26
4.2.1 多模型切换控制的产生及其研究现状 26
4.2.2 多模型切换控制的定义 27
4.2.3 多模型切换控制设计步骤及其结构 28
4.2.4 多模型切换控制的特点 28
4.3 两个控制子系统的控制算法设计 29
4.3.1 升降控制系统算法设计 29
4.3.2 翻转控制系统算法设计 30
4.3.3 切换策略设计及分析 32
4.4 本章小结 33
第五章 并联式汽车电泳涂装输送机构的 多模型切换控制仿真结果及分析 34
5.1 引言 34
5.2 构建仿真模型 34
5.3 仿真试验结果及其分析 35
5.3.1 仿真结果 35
5.3.2 仿真结果分析 37
5.4 本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
2万字
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摘要：同串联机构相比，并联机构具有刚度大、精度高、承载能力强等特点，这些特点使得并联机构的应用领域十分广泛。但并联机构作为一类多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系统,对其控制策略的研究与串联机构相比要复杂的多。由于对非线性时变系统采用传统的控制方法存在瞬态响应差的问题，因此，提出了一种实时性良好的多模型切换控制算法。
本文以一种新型并联式汽车电泳涂装输送机构为研究对象，采用多模型切换控制算法对其进行控制研究。首先，本文简要介绍了汽车电泳涂装输送设备的发展，并联机构的特点及其控制的研究现状。然后，介绍了并联式汽车电泳涂装输送机构所采用的“PC+运动控制卡”的分布式硬件系统，并对其关键部位进行了详细描述。其次，对该并联式汽车电泳涂装输送机构进行了运动学分析，并对升降和翻转两个子系统分别建立动力学模型。最后，基于多模型切换控制方法，设计了两个子系统的控制算法，并利用MATLAB进行仿真试验。通过与整体计算力矩仿真对比，其结果表明了对该并联式电泳涂装输送机构控制系统采用多模型切换控制不仅具有较高的控制精度，而且具有良好的实时性。
关键词：汽车电泳涂装输送，并联机构，运动学，动力学，多模型切换
Abstract: Compared with the serial mechanism, parallel mechanism has the advantages of high rigidity, high precision, strong bearing capacity. These advantages make the application of parallel mechanism very extensive. But the parallel mechanism as a kind of nonlinear system with multi variables, multi degree of freedom, multi parameter coupling, its control strategy compared to the serial mechanism is more complex. Using traditional control method in nonlinear time-varying system will cause poor transient response, so we presents a kind of multi-model switching control algorithm which has a good real-time.
This paper focuses on a new type of parallel mechanism for automobile electro-coating conveying as the research object and adopts the multi-model switching control algorithm to do some research on its control. Firstly, this paper briefly introduces the development of the automobile electro-coating conveying mechanism and the research status of the control in parallel mechanism. Then, “PC+multi-axis motion controller” hardware platform is introduced and the key parts of this platform are chosen. After that, based on the Lagrange dynamic model, the parallel mechanism for automobile electro-coating conveying kinematics is analyzed and the lifting and turning two subsystems dynamic model are established respectively. Finally, based on the multi-model switching control method, the control algorithms of the two subsystems are designed, and the MATLAB simulation experiment is conducted. Compared with the computed torque control, using multi-model switching control in this parallel mechanism control system not only make the control precision high, but also make the real-time performance good.
Keywords: automobile electro-coating conveying, parallel mechanism, kinematics, dynamics,
multi-model switching
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 汽车电泳涂装输送设备概述 1
1.2 并联机构概述 3
1.2.1 并联机构定义 3
1.2.2 并联机构特点 4
1.2.3 并联机构的国内外研究现状 4
1.3 本课题研究主要内容 6
第二章 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件平台 7
2.1 引 言 7
2.2 并联式汽车电泳涂装输送机构简介 7
2.3 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件结构和工作原理 9
2.3.1 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件平台 9
2.3.2 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的运行原理 10
2.4 并联式汽车电泳涂装输送机构控制系统的硬件选型 10
2.4.1 工控机IPC 10
2.4.2 UMAC运动控制器 10
2.4.3 交流伺服系统 12
2.4.4 编码器 13
2.5 本章小结 13
第三章 并联式汽车电泳涂装输送机构的运动学与动力学分析 14
3.1 引言 14
3.2 并联式汽车电泳涂装输送机构的运动学分析 14
3.2.1 运动学反解 14
3.2.2 运动学正解 15
3.3 并联式汽车电泳涂装输送机构的动力学分析 17
3.3.1 并联机构动力学建模方法 17
3.3.2 拉格朗日法动力学建模基本原理 18
3.3.3 并联式汽车电泳涂装输送机构的拉格朗日法动力学建模 18
3.4 本章小结 25
第四章 并联式汽车电泳涂装输送机构多模型切换控制策略设计 26
4.1 引言 26
4.2 多模型切换控制概述 26
4.2.1 多模型切换控制的产生及其研究现状 26
4.2.2 多模型切换控制的定义 27
4.2.3 多模型切换控制设计步骤及其结构 28
4.2.4 多模型切换控制的特点 28
4.3 两个控制子系统的控制算法设计 29
4.3.1 升降控制系统算法设计 29
4.3.2 翻转控制系统算法设计 30
4.3.3 切换策略设计及分析 32
4.4 本章小结 33
第五章 并联式汽车电泳涂装输送机构的 多模型切换控制仿真结果及分析 34
5.1 引言 34
5.2 构建仿真模型 34
5.3 仿真试验结果及其分析 35
5.3.1 仿真结果 35
5.3.2 仿真结果分析 37
5.4 本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
