發(fā)布時間：2020-07-10 00:59

【摘要】： 在傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)控制中,系統(tǒng)會在各種約束下運動,這里所說的約束往往是指被動約束,系統(tǒng)一旦確定了這個約束,那么系統(tǒng)本身或者是環(huán)境就會產(chǎn)生相應的約束力,使得系統(tǒng)按照約束條件運動。一個質(zhì)點被約束在桌面上運動,那么這個約束力就會由桌面自動地提供,保證質(zhì)點在桌面上運動,這個約束稱為被動約束,它是在設計機械結(jié)構(gòu)的時候已經(jīng)設計好的約束。通常情況下,人們很少考慮這個約束是如何產(chǎn)生約束力的,并習慣的認為約束力的產(chǎn)生是最初設計時需要考慮的問題,也就是結(jié)構(gòu)本身提供的約束力,而不是把約束力的施加歸為控制應該完成的任務,這就是被動約束的思想。 基于主動約束的機械系統(tǒng)控制是近些年才發(fā)展起來的一種控制理論,它的思想是認為約束力的產(chǎn)生是伺服控制系統(tǒng)應該完成的任務,也就是人為主動施加到系統(tǒng)中去的,因此稱為主動約束。而這個主動約束力的大小,則是通過分析力學中拉格朗日方程推導出來的。這種在機械系統(tǒng)中利用主動約束力作為控制量的方法拓寬了傳統(tǒng)拉格朗日力學的應用范圍,為機械系統(tǒng)伺服控制理論提供了一個新的思路。 本文首先介紹了主動約束問題,通過約束條件,利用拉格朗日力學的方法推導出滿足該約束所需要產(chǎn)生的約束力大小,這是主動約束控制理論的基礎。然后通過一個2自由度機械手臂的建模,利用主動約束控制方法對其進行控制,將控制目標定義為約束,最后利用MATLAB軟件進行整個控制系統(tǒng)的仿真,并建立了基于主動約束控制的機械系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺。通過這種方法驗證了在機械系統(tǒng)中主動約束控制能很好地實現(xiàn)系統(tǒng)中約束所提出的目標,完成了控制要求。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH11
【圖文】：

對這一結(jié)構(gòu)進行化簡，將臂1和臂2的質(zhì)量全部集中到前部說手臂在化簡之后是無質(zhì)量的，質(zhì)量全部集中在關節(jié)2和手臂2最且將質(zhì)量處視為一質(zhì)點，忽略轉(zhuǎn)動時自身產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量，并且忽影響，將其視為一個最為理想的模型，如圖(3.2)所示。

圖3.22自由度手臂模型化簡示意圖示為2自由度機械手臂化簡示意圖，其中質(zhì)點1處的質(zhì)量1，yl)，質(zhì)點2處的質(zhì)量為m2，笛卡爾坐標為(x2，火)，無夾角為e，，逆時針方向為正，無質(zhì)量桿2與y軸垂直方向

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3 許鎮(zhèn)琳,王家軍,汪劍鳴;不完整控制系統(tǒng)理論的發(fā)展及應用[J];天津大學學報(自然科學與工程技術版);2002年06期

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5 申景金;李成剛;吳洪濤;;基于AB/DTS算法的閉鏈六足機器蟲動力學[J];機械工程學報;2009年10期

6 吳為民,馮培恩;機器人相平面高效建模方法[J];機器人;2000年02期

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8 葉聲華;王一;任永杰;李定坤;;基于激光跟蹤儀的機器人運動學參數(shù)標定方法[J];天津大學學報;2007年02期

9 劉曉平;徐偉;;基于約束的手形分析[J];工程圖學學報;2009年03期

10 高森;柳獻;袁勇;侯景鵬;;結(jié)構(gòu)混凝土早齡期約束受拉徐變的試驗方法設計[J];隧道建設;2010年03期

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1 黃亞樓;盧桂章;;多機器人協(xié)調(diào)運動能力的度量[A];1995年中國智能自動化學術會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（下冊）[C];1995年

2 張靜;李琳;劉曉平;;基于雙目視覺的虛擬手的實現(xiàn)[A];計算機技術與應用進展——全國第17屆計算機科學與技術應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2006年

3 吳文啟;梁石林;楊壯志;;動態(tài)姿態(tài)測量中慣性儀表信號的分析綜合[A];2001年飛行器慣性器件學術交流會論文集[C];2001年

4 徐偉;李琳;劉曉平;;基于關鍵點的虛擬手手形分析[A];計算機技術與應用進展·2007——全國第18屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集[C];2007年

5 彭慧蓮;王琪;莊方方;;運動約束面含摩擦多體系統(tǒng)的建模和數(shù)值方法研究[A];第八屆全國動力學與控制學術會議論文集[C];2008年

6 錢國楨;張凱聲;;雙層輻射式懸掛結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計[A];第二屆空間結(jié)構(gòu)學術交流會論文集（第一卷）[C];1984年

7 倪樵;王琳;;受運動約束輸液曲管的非線性振動研究[A];首屆全國航空航天領域中的力學問題學術研討會論文集（下冊）[C];2004年

8 唐永杰;晏礪堂;;機敏粘彈阻尼減振技術[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

9 徐振中;;多指機器人手的一種自適應力／位控制方法[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

10 鞏敦衛(wèi);霍偉;;基于螺旋理論的機械臂混合控制方法[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

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4 本報記者　馮杰;以科學規(guī)劃促進城市和諧[N];深圳特區(qū)報;2007年

5 本報評論員;多吃虧體現(xiàn)人格力量[N];周口日報;2006年

6 記者 侯愛敏;車站創(chuàng)建 面貌大變[N];鄭州日報;2008年

7 關信平;當SARS遭遇全球化：反思風險漩渦[N];21世紀經(jīng)濟報道;2003年

8 中國農(nóng)科院作物科學研究所研究員 張世煌;“鄭單958”越區(qū)推廣存在風險隱患[N];農(nóng)資導報;2007年

9 記者 裴其娟;管城區(qū)行政執(zhí)法講溫情[N];鄭州日報;2006年

10 ;客觀看待“醫(yī)保個人賬戶”[N];健康報;2005年

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4 虞漢中;虛擬人肩部模型建立與運動學分析[D];武漢理工大學;2011年

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7 叢巖峰;基于滾動優(yōu)化原理的路徑規(guī)劃方法研究[D];吉林大學;2007年

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10 馬萬軍;基于虛擬導向裝置的微創(chuàng)手術導航系統(tǒng)的研究[D];河南工業(yè)大學;2011年

本文編號：2748236