ＰＳＳ３２１正交并联机构动平台的位姿控制

2012年04月27日09:50:23 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

王洪瑞，杨　毅，朱奇光，李志强
燕山大学西区电院工业计算机控制工程河北省重点实验室，河北秦皇岛

河北大学电子信息工程学院，河北保定

河北科技师范学院，河北秦皇岛

摘　　　要：提出了一种便于实现的，简单方便的控制策略，即基于新型正交六自由度并联机构动平台系统的运动学特性，首先对动平台的逆运动学进行分析，建立逆运动学方程，然后建立无刷电动机的数学模型，由给定的平台质心的预期轨迹，通过逆解解出各运动支链的位移矢量，将其作为由驱动电机和编码器构成的半位移闭环的系统输入量，设计了一个模糊ＰＩＤ自整定控制器，用控制器对支链杆长变化进行跟踪，较后进行仿真实验。结果表明了所设计的模糊ＰＩＤ自整定控制器比模糊ＰＩＤ控制器能明显地改善控制系统的动态性能，具有响应速度快，调节时间短，稳定性好，抗干扰能力强，可以快速跟踪给定杆长变化，提高了系统的动态性能，证明了该控制方法的有效性，为ＰＳＳ３２１正交并联机构动平台的控制奠定了基础。

关　键　词：正交并联机构；逆运动学；模糊控制；ＰＩＤ参数自整定

１　引　言
ＰＳＳ３２１正交并联机构动平台，由于有诸多优点［１］，是一个值得推荐使用的六自由度并联机构，这个并联机构动平台与并联机器人在控制过程中遇到的问题是类似的。本机构已经建立了较为可信的移动平台广义坐标Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ和相应广义力之间的动力学模型，并且给出了广义力与螺杆型运动转换机构驱动力之间的函数关系［２］。但是由于动力学模型等相应关系式的复杂性，无论是从预期轨迹求解驱动力（作为系统的输入）或者是由给定动力学模型综合出来的控制结果，还是从满足动态控制过程中的实时性要求来看都是无法接受的。从现场条件来看，实现闭环控制中所需要采集的反馈信息也是无法实现的。采用已经建立的动力学模型并以其来实现动态控制也是不现实的。从工程应用角度出发，研究如何寻求简单实用而又考虑现场条件便于实现的控制方式是很有实际意义的。本文设计了一个ＰＩＤ装置，同时为了提高动态跟踪精度并以模糊ＰＩＤ参数在线自整定的控制方式来得到满意的控制结果。

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