基于预测补偿模型的绳索并联机构预松弛控制

本文分析了含绳长误差的绳索并联机构运动控制过程,设计了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络预测误差补偿模型的预松弛控制方法,提高了绳索并联机构末端位姿在运动过程中的准确性与连续性。本文基于矢量闭环原理建立了系统运动学模型,得到了绳索末端位姿的非线性误差模型,采用LSTM神经网络进行非线性误差的预测补偿。基于离散控制周期分配主、从控制绳,实现系统的预松弛控制,减小绳索末端的无序晃动。仿真结果表明,误差补偿之后,末端位姿精度有了明显的提高,而预松弛控制的位姿与索力相较于传统控制也更加连续,验证了该方法的可行性。

射电望远镜馈源支撑系统索力特性研究

在新一代大型射电望远镜的机构设计中,馈源定位系统采用刚柔混联机构,利用6绳索柔性并联机构牵引馈源舱实现5个自由度的运动,以满足馈源位置和跟踪角度要求。针对40 m缩尺模型,基于混联机构中绳索并联机构姿态角度可优化的特点,文中对馈源刚柔混联机构中的绳索并联机构索力特性进行研究与优化。通过采用T&T(Tilt-and-Torsion)角的坐标转换方式建立机构运动学模型,直接辨识出绳索并联机构在任意位置下的俯仰角度,基于绳索自重引起的悬链线方程建立力平衡方程,以拉力连续平稳及避免虚牵为目标,提出刚柔混联系统中绳索并联机构的一种拉力特性分析及优化解算方法。以两条典型轨迹为例证明了该算法的可行性,其中一条轨迹上的索力最大变化率通过优化降低达90%,使索力平稳光滑。文中采用的索力优化算法可以有效降低索力变化率,平稳索力,降低电机功率,避免虚牵和提高控制精度。

四绳索牵引并联机构控制系统设计与实现

阐述绳索牵引并联机构具有速度快、工作空间大、高负载/重量比的优点,广泛应用于风洞模拟、体育场景摄像、大型射电望远镜等多种场景,具有重要的工程应用价值。以四绳索牵引并联机构为研究对象,建立了虚拟样机模型,并采用基于拉力分配策略的PD控制律进行控制仿真,验证控制算法的有效性。然后,构建了控制系统硬件实验平台并在LabVIEW中编写了系统控制软件,通过实验验证了控制系统的有效性。