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冗余驱动并联机器人动力学建模与驱动力协调分配
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH134[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室,秦皇岛066004, [2]燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275439)和国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB733003)
中文摘要:

冗余驱动可有效降低并联机构的最大瞬时驱动力,提高其承载能力,然而驱动力协调分配不当或冗余驱动力控制误差过大不仅使上述功能无法实现,甚至产生过大内力而对机构造成破坏。为此,以冗余驱动6PUS—UPU并联机器人为例,对驱动分支、约束分支和动平台的速度、加速度进行分析,引入偏速度和偏角速度,使用Kane方法建立系统的动力学方程。提出以最小化最大瞬时驱动力为目标,使用加权最小二乘法对驱动力进行协调分配,通过数值算例获得给定运动轨迹情况下各分支驱动力。采用DSP控制器和运动控制器相结合的方式提高驱动力协调分配的实时性,实现对冗余驱动力的控制。实验结果表明:在冗余驱动力作用下,瞬时最大驱动力明显降低,且驱动力分配更加均衡,证明了所提出的驱动力协调分配方法和冗余驱动力控制策略的有效性。

英文摘要:

A novel electro-hydraulic servo hub machine loading test bench for controllable pitch propeller (CPP) was presented. Thrust, rotational resistance, centrifugal force and rotary vane torque generated by CPP in water at different pitch, rotational speed and speed can be imitated through a multi-channel electric hydraulic force (torque) servo control system. The servo control system could apply static, dynamic, pulsating load or variable load according to a loading spectrum to the hub. A vertical structure was utilized for the loading system, with a massive disk as the foundation bed. The loaded hub was installed upside-down in the center of the disc. Finite element analysis for the key parts of test bench was conducted, as well as the frequency response analysis of electro-hydraulic servo loading system. The experiments demonstrated that the loading test bench could meet the variety of load requirements.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884