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简述控制虚拟轴机床神经网络滑模制约

收藏本文 2024-01-14 点赞:5738 浏览:17778 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:虚拟轴机床作为一种全新构型的机床,与传统数控机床形成互补联系。虚拟轴机床采取并联机构,具有传动链短、刚度大、质量轻、切削效率高等特点。尽管对虚拟轴机床的论述探讨和实际运用已取得了一些成果,但是虚拟轴机床在运动学、动力学、奇异位形、轨迹规划及运动制约等方面仍有着一些尚未解决的不足。本论文主要对虚拟轴机床的运动学及制约对策进行探讨。首先,在浅析了6-DOF虚拟轴机床机械结构,给出其运动学数学基础知识的基础上,推导了6-DOF虚拟轴机床的运动学反解。同时给出了虚拟轴机床轨迹规划的策略,并规划出该系统在设定作业任务下的运动轨迹。其次,在对并联机构进行运动学浅析和建模的基础上,提出了两种制约算法,并详细浅析了两种制约策略的轨迹跟踪制约效果和制约量输入。仿真结果表明神经网络滑模制约策略跟踪速度快、制约精度高、能有效地消除常规滑模制约所有着的抖振现象。再次,以“工控机+PMAC运动制约卡”构建了虚拟轴机床的制约系统硬件。系统采取分散制约对策,由六个并联设置的制约通道组成,是一种基于多个自主制约器的分布式协同制约系统。文章最后利用VC++设计了功能改善的制约软件,给出交流电机驱动的虚拟轴机床制约实验结果。实验制约程序运用多线程编程思想,主线程作为用户界面线程,用来接受用户输入;辅助线程进行复杂的算法计算,并把计算得到的制约量传递给制约卡,制约卡发出制约信号使虚拟轴机床能在其工作空间内完成给定的轨迹运动。实验结果验证了本论文所设计策略的正确性和有效性。关键词:虚拟轴机床论文交流伺服电机论文滑模制约论文神经网络滑模制约论文轨迹跟踪论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-23

    1.1 并联机构的运用10-12

    1.2 虚拟轴机床介绍12-14

    1.3 虚拟轴机床进展情况综述14-21

    1.3.1 虚拟轴机床的国内外进展情况14-16

    1.3.2 虚拟轴机床的机构学论述探讨浅析16-19

    1.3.3 虚拟轴机床的制约浅析19

    1.3.4 目前虚拟轴机床有着的主要不足19-21

    1.4 本论文的主要探讨工作21-22

    1.4.1 本论文的探讨对象21

    1.4.2 本论文的探讨内容、目的和作用21-22

    1.5 本章小结22-23

    第二章 虚拟轴机床轨迹规划23-36

    2.1 虚拟轴机床的机构模型23-24

    2.2 虚拟轴机床的浅析基础24-26

    2.2.1 位置矢量24-25

    2.2.2 旋转变换矩阵25

    2.2.3 雅可比矩阵25-26

    2.3 机构运动学浅析26-31

    2.3.1 位置反解26-30

    2.3.2 速度反解30-31

    2.4 虚拟轴机床的轨迹规划31-34

    2.4.1 轨迹规划基本概念31-32

    2.4.2 虚拟轴机床位置制约的方式和插补策略32-34

    2.5 6-DOF虚拟轴机床曲面加工轨迹规划的求解34-35

    2.6 本章小结35-36

    第三章 虚拟轴机床的轨迹跟踪制约36-54

    3.1 六自由度虚拟轴机床的结构特性36-37

    3.2 制约算法的选择37-38

    3.3 制约系统的数学描述38-42

    3.3.1 虚拟轴机床的分散制约38

    3.3.2 交流伺服驱动支路模型38-41

    3.3.3 单支路制约系统结构及其离散误差状态方程41-42

    3.4 滑模变结构制约论述42-53

    3.4.1 滑模变结构制约的概念42-43

    3.4.2 滑模变结构制约系统的特点43-44

    3.4.3 滑模变结构制约的抖振探讨44-46

    3.4.4 常规滑模制约46-49

    3.4.5 FCMAC神经网络滑模制约器的设计49-53

    3.5 本章小结53-54

    第四章 虚拟轴机床的制约系统54-63

    4.1 制约系统的逻辑结构54

    4.2 虚拟轴机床制约系统的硬件组成54-61

    4.2.1 工控机及其外部设备55-56

    4.2.2 运动制约卡PMAC介绍56-59

    4.2.3 PMAC与被控对象的连接59-60

    4.2.4 增量式编码器60-61

    4.2.5 交流伺服制约系统61

    4.3 虚拟轴机床制约系统的工作原理61-62

    4.4 本章小结62-63

    第五章 虚拟轴机床制约系统软件设计及实验63-76

    5.1 设计要求及主要功能模块64-69

    5.2 基于VC++的MFC多线程同步编程技术在虚拟轴机床中的运用69-71

    5.2.1 多线程技术介绍69-70

    5.2.2 创建和终止线程70

    5.2.3 线程的同步编程思想70-71

    5.3 6-DOF虚拟轴机床制约实验71-75

    5.3.1 制约系统的操作步骤71-74

    5.3.2 6-DOF虚拟轴机床制约实验74-75

    5.4 本章小结75-76

    全文总结76-77

    致谢77-78

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