文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
的精调Stewart平台控制系统设计与实现
姓名:王俊磊
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:陈光达
20090101
摘要基于“新一代大射电望远镜馈源指向跟踪系统”高精度轨迹跟踪要求,本文对精调教ǖ目刂撇呗杂敕椒ń辛松钊氲难芯浚庸こ实际出发,对控制系统硬件及软件进行了设计与开发,并进行了实验验证。完成的主要工作和取得的研究结论归纳为四个方面:算机分布式控制策略,进行了运动学逆问题分析,并利用梯形速度曲线对平台运动轨迹进行了规划;⒃诠亟诳占渖杓屏司哂懈呖刂凭ǘ鹊哪:允视控制器,结合对馈源舱下一时刻位姿运动预测,实现了精调平台的高精度轨迹跟踪控制;⒉捎眯滦屯缢欧硕刂破鱏,设计了精调教ㄗㄓ每刂葡进行了大量的实验与测试,验证了控制算法、控制策略、所开发软件及硬件的工程有效性与可行性,取得了预想的效果。从理论和工程两个方面,为实际建造新一代大射电望远镜自痛蛳铝思崾档幕大射电望远镜模糊自适应刂对精调教ǖ目刂撇呗越辛搜芯浚范似教ɑ诠亟诳占涞募统:关键词:教控制系统软件
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日期壬本学位论文属于保密,在一年解密后适用本授权书。日期坦至&西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人签名:生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论弟一早三:百研究背景和意义随着科学技术的不断进步,人类对宇宙的探索越来越深入,为了以迎接天体物理在新世纪的挑战,年代以来,许多天文学家意识到需要某种真正国际合作意义上的新一代大射电望远镜,以推进对天文物理的研究。因此,在国际无线电科联年日本京都第届大会上,包括中方公里射电望远镜阵墓彩丁V泄蒲г汗姨煳台根据天文学科和天文观测的特点、要求以及现有的技术力量,,将是世界上最大的单口径射电望远镜。新一代的出现,必将对现代通讯、雷达技术等产生深远的影响,带来巨大的经济与社会效目前世界上最大的射电天文望远镜是美国于年代在波多黎格建造的阿雷西博蚍瓷涿嫔涞缣煳耐毒怠叫,其反射面口径为祝捎谄躺栌喀斯特洼地中,所以基本不受重力的影响,其馈源则在由悬索支撑的固定背架结构上做跟踪射电源的运动。由于受到当时科学技术发展水平的限制,该天线有着造价高、单频工作、精度不够高、重量过大等明显的不足之处。若采用阿雷西博的纯机械结构设计方案,则馈源背架重达数千吨绱烁叩墓こ檀凼遣可接受的;再者,阿雷西博射电望远镜的反射面为球面,电磁波经球反射面反射汇聚于一根线馈源上,因而接收带宽窄嗍。因此,文献以刻岢隽舜笊涞缤毒倒饣缫惶寤杓菩路桨浮8梅桨冈谏杓中尽可能的以软件代替硬件,以光机电一体化技术代替传统的纯机械技术。它是由六根大跨度悬索并行驱动装置有馈源设备的馈源舱,激光测量系统实时检测馈源舱的位置和姿态,并反馈给主控计算机以实现闭环控制,通过大功率伺服装置驱动悬索,从而实现馈源对轨迹的粗略跟踪。装置在馈源舱底部的教ㄗ酉统在粗调跟踪的基础上,实现馈源平台的高精度跟踪。由于馈源背架结构被省去,悬挂馈源结构的重量从吨降到了吨,造价随之大幅度降低。馈源更大范围的运动空间使望远镜的天顶角由提高至,而现代数控技术和动态光学检测、跟踪技术的采用使观测精度得以提高。其采用大跨度柔索控制馈源扫描运动的大胆设想和馈源结构光机电一体化设计思路引起了国内外同行专家的广泛兴益【
控制理论的研究与发展从机构学原理上来看,,两个机器人分别是柔索驱动并联机器人和教ǎ庖蝗嵋桓铡⒁宏一微并联机器人的有机结合,拓宽了并联机器人的应用领域。机电一体化方案中,不仅需要教ㄗ陨碛辛己玫幕寡匦院涂刂菩阅埽剐枰采用有效的控制策略解决具