一种Stewart隔振平台的动力学建模及实验研究

提出一种采用石墨自润滑球铰连接的立方体构型Stewart隔振平台,6个支腿通过可转动的球铰与基础及载荷平台相连,每个支腿由音圈作动器与力传感器构成。在假设各支腿、基础及载荷平台均为弹性体的基础上,采用子结构频响函数综合法对Stewart隔振平台进行动力学建模,并通过FEM方法进行验证,给出内嵌反馈控制的隔振平台模型,对反馈控制效果进行仿真验证;在仿真分析的基础上,对隔振平台的被动隔振性能和内嵌反馈控制的主动隔振性能进行实验。结果表明,被动隔振在30~200 Hz频段内具有约-36 d B/dec的衰减率,主动隔振在3~100 Hz频段内可获得最大20 d B的幅值衰减,<200 Hz,支腿力RMS值控制后下降75%~80%。

基于6-UPS型Stewart平台复位的全自动天平校准测控系统研究

为了提高风洞天平的校准效率,满足其大载荷、高精确度和自动化的要求,结合并联式机构刚度大、承载能力强、无积累误差、精度高的优点,利用目前较为成熟的Stewart空间6自由度平台,设计了基于6-UPS型Stewart平台复位的全自动天平校准测控系统。介绍了各个子系统,定义了各子系统之间的空间坐标,研究分析了施力环节和复位环节,提出"分工明确,步调协调"的快速校准控制策略,并基于该策略推导了校准算法,提出步调协调函数,具有一定的实用价值。

液压Stewart平台基于工作空间综合偏差的同步控制

为了抑制轨迹跟踪过程中各自由度运动之间的相互干扰,将平台跟踪的轨迹进行泰勒级数展开,提出基于工作空间含有各向自由度运动自身跟踪偏差和各自由度运动之间耦合干扰偏差的综合轨迹跟踪偏差量的表达式。根据工作空间综合偏差量反馈,利用反步法设计鲁棒控制器,使各向自由度运动自身跟踪偏差与之间的耦合偏差同时稳定地趋于零,以限制跟踪过程中各自由度运动之间耦合干扰。同时,考虑到实际平台惯性参数不确定性,推导得出惯性参数自适应律,以提高系统的跟踪精度。利用AMESim与MATLAB进行联合仿真验证,结果表明:与传统的比例-积分-微分(PID)控制器相比,该方法在保证各自由度运动自身跟踪偏差稳定收敛的同时有效地降低了各自由度运动之间的耦合干扰偏差,更有效地提高了平台的跟踪性能。