| 题名 | 3-DOF并联跟踪机构性能分析与运动控制研究 |
| 作者 | 袁小龙 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 张淑珍 |
| 关键词 | 并联跟踪机构 运动学正解 改进粒子群算法 引领人工蜂群算法 奇异性 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 在面对能源危机的今天,太阳能应用技术以其独特的优势得到人类的青睐。太阳跟踪技术是提高太阳能接收效率的关键技术,而太阳跟踪机构在太阳跟踪技术中扮演着极其重要的角色。因此,研究太阳跟踪机构在太阳跟踪技术和能源利用方面有着重要意义。针对传统太阳跟踪机构为串联机构,有着成本高、刚度小、承载力小、精度低的缺点,本课题对与其成互补关系的并联机构进行研究,引入一种三自由度并联跟踪机构以期能对太阳能充分利用。主要研究内容如下:(1)对并联跟踪机构空间结构进行分析并对其自由度进行计算,运用矢量法建立了并联跟踪机构的运动学逆解模型。该机构的俯仰和横滚两个自由度可实现对太阳方位角和高度角跟踪,竖直方向的升降运动不仅可防止大风、冰雹等恶劣天气对机构的损害,还可便于光伏板的清洗工作。(2)并联跟踪机构运动学正解是复杂的非线性超越方程组,难以得到其解析解,本课题对数值解法进行研究,提出一种改进的粒子群算法对并联跟踪机构正解进行求解。针对基本粒子群算法易陷入局部最优和无法求解高维问题的缺点,结合迭代次数和粒子与最优点的距离对惯性权重进行分析并改进,运用MATLAB进行编程对并联跟踪机构位置正解进行了求解和分析,仿真结果表明改进粒子群算法收敛时间在100ms以内,精度可达微米级别,是一种可行有效的数值解法。(3)利用Gosselin奇异性分析方法对并联跟踪机构进行奇异性分析,讨论三种奇异位形发生的判别条件,并得到机构在奇异位形处的运动性质和几何条件。(4)研究分析了并联机构常用控制策略并阐述了其优缺点,采用运动学控制策略结合PID控制算法对并联跟踪机构进行伺服控制。针对PID控制器参数优化问题,提出一种引领人工蜂群算法对PID参数进行优化。本文针对传统人工蜂群算法后期收敛速度慢,收敛精度低的缺点进行分析,增大观察蜂向拥有较高质量食物源的采蜜蜂跟随概率,并引入全局最优蜜蜂对传统算法进行改进。基于MATLAB/Simulink进行运动仿真分析,结果表明,采用引领人工蜂群算法优化的PID控制器具有无超调量、响应快的特性,有更好的控制效果。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 68 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93523]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 袁小龙. 3-DOF并联跟踪机构性能分析与运动控制研究[D]. 2018. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论