全柔顺并联机构理论 空间微纳尺度超精密定位系统研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 柔顺机构发展概况 1

1.1.1 柔顺机构设计方法 2

1.1.2 拓扑优化设计方法 5

1.1.3 弹性及柔性机构动力学建模方法 12

1.2 并联机构发展概况 14

1.2.1 并联机器人机构学研究进展 14

1.2.2 并联机器人机构构型综合方法 18

1.3 柔顺并联机构研究进展 19

1.3.1 柔性铰链 20

1.3.2 柔顺并联机构 21

1.4 柔顺并联机构控制系统研究进展 23

1.5 本书的主要内容 23

2 全柔顺并联机构空间构型综合理论基础 25

2.1 基于螺旋理论的空间几何约束 25

2.1.1 螺旋理论 25

2.1.2 力偶约束分析 27

2.1.3 力约束分析 29

2.2 基础结构法的多目标拓扑优化理论 33

2.2.1 基础结构法 33

2.2.2 优化准则法 41

2.2.3 移动近似算法 43

2.3 移动渐进算法中的参数量化 46

2.3.1 悬臂梁结构拓扑优化 47

2.3.2 两单元桁架结构拓扑优化 49

2.4 数值算例 51

2.5 本章小结 52

3 3-RPC型全柔顺并联机构刚度及定位性能分析 53

3.1 3-RPC型全柔顺并联机构构型综合 53

3.1.1 3-RPC型并联机构构型 53

3.1.2 3-RPC型并联机构几何约束形式 54

3.1.3 3-RPC型全柔顺并联机构支链构型综合 55

3.2 3-RPC型全柔顺并联机构刚度分析 56

3.2.1 3-RPC型全柔顺并联机构刚度计算 56

3.2.2 3-RPC型全柔顺并联机构刚度仿真 57

3.2.3 3-RPC型全柔顺并联机构静力学分析 59

3.3 3-RPC型全柔顺并联机构定位性能分析 69

3.3.1 压电陶瓷驱动器实验测试 69

3.3.2 精密定位平台实验测试 70

3.3.3 精密定位平台定位精度及误差分析 72

3.4 本章小结 73

4 空间4-CRU型全柔顺并联机构 75

4.1 空间4-CRU型并联机构 75

4.1.1 空间4-CRU型并联机构构型 75

4.1.2 空间4-CRU型并联机构运动特性 75

4.2 基于空间4-CRU型全柔顺并联支撑机构的精密定位平台 77

4.3 空间4-CRU型全柔顺并联机构刚度分析 78

4.3.1 基于动力学的空间4-CRU型全柔顺并联机构支链刚度分析 78

4.3.2 空间4-CRU型全柔顺并联机构整体刚度分析 84

4.4 空间4-CRU型全柔顺并联机构刚度与弹性变形 87

4.5 空间4-CRU型全柔顺并联机构动平台应变仿真 87

4.6 本章小结 90

5 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构 92

5.1 空间2RPU-2SPS型并联机构 92

5.1.1 空间2RPU-2SPS型并联机构构型 92

5.1.2 空间2RPU-2SPS型并联机构运动特性分析 92

5.2 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构构型设计 94

5.3 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构刚度分析 96

5.3.1 基于动力学模型的RPU型全柔顺并联机构支链刚度分析 96

5.3.2 基于动力学模型的SPS型全柔顺并联机构支链刚度分析 101

5.4 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构刚度分析 105

5.4.1 运动学约束 105

5.4.2 支链Ⅰ刚度的分析 107

5.4.3 全柔顺并联机构整体刚度分析 107

5.5 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构刚度与弹性变形 108

5.6 空间2RPU-2SPS型全柔顺并联机构仿真 108

5.7 理论计算与仿真结果对比分析 112

5.8 本章小结 112

6 空间4-RPUR型全柔顺并联机构 114

6.1 空间4-RPUR型并联机构 114

6.1.1 空间4-RPUR型并联机构构型 114

6.1.2 空间4-RPUR型并联机构运动特性分析 115

6.2 空间4-RPUR型全柔顺支链结构 116

6.3 空间4-RPUR型全柔顺并联机构刚度分析 118

6.3.1 基于动力学模型的RPUR型全柔顺并联机构支链刚度分析 118

6.3.2 基于动力学模型的空间4-RPUR型全柔顺并联机构刚度分析 123

6.4 空间4-RPUR型全柔顺并联机构弹性变形 126

6.4.1 基于ANSYS软件空间4-RPUR型全柔顺并联机构弹性变形仿真 127

6.4.2 理论计算与仿真结果对比分析 130

6.5 本章小结 130

7 空间3-RPS型全柔顺并联机构模糊PID控制 132

7.1 空间3-RPS型柔顺并联机构动力学分析 132

7.1.1 位置分析 132

7.1.2 速度与加速度分析 134

7.1.3 动力学方程的建立 136

7.2 轨迹规划 139

7.3 模糊PID控制理论 142

7.3.1 常规PID控制 142

7.3.2 参数整定法 144

7.3.3 模糊控制 146

7.4 模糊PID控制系统设计 151

7.4.1 模糊PID控制原理 151

7.4.2 模糊PID控制器设计 151

7.5 空间3-RPS型全柔顺并联机构轨迹跟踪控制 153

7.5.1 空间3-RPS型全柔顺并联机构建模 153

7.5.2 空间3-RPS型全柔顺并联机构常规PID轨迹跟踪控制 154

7.5.3 空间3-RPS型全柔顺并联机构模糊轨迹跟踪控制 157

7.5.4 空间3-RPS型全柔顺并联机构模糊PID轨迹跟踪控制 159

7.6 本章小结 164

参考文献 165