可重構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)變形原理與調(diào)控方法的研究.pdf

1、現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品正在變得越來(lái)越復(fù)雜，這使得機(jī)電產(chǎn)品在對(duì)功能和性能要求越來(lái)越高的同時(shí)，對(duì)其可靠性和安全性的要求也越來(lái)越高。本文以提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性和安全性的方法與技術(shù)的研究為主線，對(duì)可重構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)的變形原理、重構(gòu)方法及其DSP控制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。
　　可調(diào)機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)調(diào)節(jié)、鉸鏈點(diǎn)的調(diào)節(jié)來(lái)完成多個(gè)任務(wù)，解決了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)任務(wù)單一性的問(wèn)題，同時(shí)也為機(jī)構(gòu)的重構(gòu)容錯(cuò)提供了一條新思路。本文結(jié)合球面五桿機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)可調(diào)機(jī)構(gòu)的

2、容錯(cuò)重構(gòu)進(jìn)行了研究，由于球面五桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，所以要有確定運(yùn)動(dòng)就必須有兩個(gè)輸入，冗余的自由度使球面五桿機(jī)構(gòu)的容錯(cuò)重構(gòu)成為可能。本文對(duì)球面五桿機(jī)構(gòu)容錯(cuò)重構(gòu)前后的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析，并給出了故障重構(gòu)為球面四桿機(jī)構(gòu)的容錯(cuò)算法，并進(jìn)行了容錯(cuò)重構(gòu)后的仿真分析，通過(guò)調(diào)節(jié)鉸鏈點(diǎn)的位置與桿長(zhǎng)達(dá)到了重構(gòu)后仍能完成重構(gòu)前任務(wù)的目的。
　　設(shè)計(jì)了一種具有容錯(cuò)能力的探測(cè)車(chē)，該探測(cè)車(chē)可通過(guò)冗余關(guān)節(jié)的重構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)探測(cè)車(chē)的變形，可采用輪、腿相結(jié)合的策略來(lái)完

3、成不同路面狀況下的行走任務(wù)，并且可以通過(guò)重構(gòu)變形來(lái)達(dá)到車(chē)身寬窄變換以及整車(chē)高低變換以適應(yīng)不同的探測(cè)環(huán)境。討論了輪式和腿式兩種故障情況下的容錯(cuò)策略，推導(dǎo)了相關(guān)的容錯(cuò)重構(gòu)算法，在ADAMS平臺(tái)中建立了虛擬樣機(jī)并進(jìn)行仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了輪式和腿式兩種容錯(cuò)重構(gòu)規(guī)劃的可行性，并為探測(cè)車(chē)的控制提供了理論基礎(chǔ)。
　　提出了一種機(jī)械系統(tǒng)可重構(gòu)的混聯(lián)機(jī)床，研究了混聯(lián)機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的容錯(cuò)重構(gòu)策略，提出了基于機(jī)構(gòu)類(lèi)型演化的機(jī)械系統(tǒng)重構(gòu)容錯(cuò)新方法，給出了球鉸演

4、化為虎克鉸的實(shí)施方案。導(dǎo)出了故障和非故障狀態(tài)下混聯(lián)機(jī)床的位置反解算法，在ADAMS平臺(tái)中進(jìn)行了仿真分析和研究，得到了容錯(cuò)重構(gòu)前后自旋角的變化曲線以及各驅(qū)動(dòng)腿的長(zhǎng)度和工作臺(tái)位移的變化曲線，仿真結(jié)果表明，利用混聯(lián)機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)可重構(gòu)性能可以提高混聯(lián)機(jī)床的可靠性和安全性。
　　研究了基于DSP的機(jī)械系統(tǒng)重構(gòu)策略的控制實(shí)現(xiàn)方法，針對(duì)可重構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)中的直流伺服電機(jī)的控制，研究了其PID控制實(shí)現(xiàn)方法，以混聯(lián)機(jī)床的一條驅(qū)動(dòng)腿的軌跡跟蹤為例，進(jìn)行