二自由度球形液压马达的控制技术研究

1144766066 · 发表于 2022-5-3 16:58:00

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从20世纪80年代以来，二自由度球形液压马达系统得到了很快的发展，并逐渐应用于航空、航天、医疗卫生等领域。对于机械关节来说，能实现其准确、快速的控制是至关重要的。本课题就是在综合分析现有二自由度球形液压马达的基础上，建立数学模型，并运用传统控制算法和智能控制算法进行分析和控制，比较其优劣，并用实时仿真系统对被控对象进行试验研究，验证控制算法在实时仿真中的控制效果。本课题首先根据二自由度球形液压马达的结构完成关节的运动学分析，推导出关节的运动学方程，并且利用PRO/E的运动学模块对分析结果进行验证；通过这一系列的分析，验证了结构的可行性，并且求出二自由度球形液压马达的姿态正解和姿态逆解。其次，根据液压的基本方程对二自由度球形液压马达进行动力学分析，建立全周期转动马达和球形摆动马达的数学模型，为后期二自由度球形液压马达设计控制方案提供了理论基础。再次，通过对控制算法的分析研究，选出两种控制算法即PID控制和RBF神经网络PID控制对系统进行仿真试验，根据仿真结果比较两种控制算法的优劣。最后，通过对实时仿真系统dSPACE的研究，运用dSPACE对二自由度球形马达的模型进行实时仿真，通过Control Desk软件编辑dSPACE系统的操作界面，观察控制算法在实时仿真中的作用情况；搭建液压控制实验台，并设计了控制油路，为二自由度球形液压马达的实时控制构建平台。

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