串并联机构耦合分析与控制电子书

内容提要

前言 PREFACE

第1章 绪论

1.1 串并联机构发展综述

1.1.1 串联机构发展现状分析

1.1.2 并联机构发展现状分析

1.1.3 串并联机构发展现状分析

1.2 串并联机构耦合分析与控制发展综述

1.2.1 串并联机构构型耦合发展现状分析

1.2.2 串并联机构运动学耦合发展现状分析

1.2.3 串并联机构耦合误差发展现状分析

1.2.4 串并联机构耦合控制发展现状分析

1.3 串并联机构应用发展综述

1.4 本书的结构安排

第2章 串并联机构构型综合耦合分析

2.1 概述

2.2 串并联构型理论基础分析

2.2.1 单开链单元分析

2.2.2 方位特征集分析

2.3 串并联机构设计

2.3.1 并联机构设计

2.3.2 串联机构设计

2.4 本章小结

第3章 串并联机构运动学耦合分析

3.1 概述

3.2 并联机构关节坐标系的建立

3.3 位置正解分析

3.3.1 并联机构正解

3.3.2 串联机构正解

3.3.3 串并联机构位置正解

3.4 位置逆解分析

3.4.1 串联机构逆解

3.4.2 并联机构逆解

3.4.3 串并联机构位置逆解

3.5 并联机构速度分析

3.6 串并联机构末端速度分析

3.7 串并联机构运动仿真分析

3.8 本章小结

第4章 串并联机构耦合误差分析

4.1 概述

4.2 并联机构耦合误差建模

4.2.1 并联机构支链运动误差模型

4.2.2 并联机构耦合误差模型

4.3 串联机构误差模型

4.4 串并联机构耦合误差模型

4.5 串并联机构耦合误差仿真分析

4.5.1 并联机构耦合误差仿真分析

4.5.2 串并联机构轨迹耦合误差分析

4.6 本章小结

第5章 串并联机构机电耦合分析

5.1 概述

5.2 复杂机电系统机电耦合问题的提出及分析

5.2.1 串并联机构全局机电耦合分析

5.2.2 串并联机构电动机局部机电耦合分析

（1）串并联机构的机械结构参数

（2）串并联系统的控制系统参数

5.2.3 串并联机构机电耦合参数提取

（1）传动刚度与系统开环截止频率

（2）传动误差与系统开环截止频率

（3）传动回程误差与伺服系统性能

（4）转动惯量JL与系统开环截止频率ωc的关系式为

（5）结构谐振频率与伺服系统开环频率ωc的关系

5.3 串并联机构机电耦合建模

5.3.1 串并联机构电动机的建模

5.3.2 串并联机构传动系统建模

5.3.3 串并联机构机电耦合数学模型

5.4 串并联机构控制器的设计

5.4.1 串并联机构电流环控制器的设计

5.4.2 串并联机构速度环控制器的设计

5.4.3 串并联机构控制系统位置环控制器的设计

5.5 串并联机构机电耦合模型仿真分析

5.5.1 耦合对控制器参数影响的仿真分析

（1）分析机械结构对比例系数KP控制性能的影响

（2）分析机械结构对积分系数KI控制性能的影响

（3）分析机械结构对微分系统KD控制性能的影响

5.5.2 扰动对串并联机构系统性能影响的仿真分析

5.6 本章小结

第6章 串并联机构耦合控制

6.1 概述

6.2 串并联机构扩展卡尔曼滤波算法设计

6.2.1 卡尔曼滤波算法的引入

6.2.2 串并联机构扩展卡尔曼滤波设计

6.2.3 仿真性能分析

6.3 串并联机构强跟踪滤波算法设计

6.3.1 强跟踪滤波算法的引入

6.3.2 串并联机构强跟踪滤波设计

（1）两个有用定理的引入

（2）次优渐消因子的确定

（3）强跟踪滤波算法的计算步骤

6.3.3 性能仿真分析

6.4 串并联机构新型强跟踪滤波算法设计

6.4.1 强跟踪滤波算法机理分析及存在的问题

6.4.2 对称强跟踪滤波算法的提出

6.4.3 具有误差因子的改进强跟踪滤波算法的提出

6.4.4 仿真性能分析

（1）误差由模型不确定性引起时算法比较

（2）误差由负载扰动引起时计算法比较

（3）新型强跟踪滤波算法对模型参数鲁棒性的分析

6.5 本章小结

第7章 串并联机构耦合分析与控制实验

7.1 概述

7.2 串并联机构耦合误差实验

7.2.1 实验平台搭建

7.2.2 串并联机构末端位置误差实验

（1）实验方案

（2）实验结果分析

7.3 串并联机床耦合控制实验

7.3.1 串并联数控机床加工实验平台

7.3.2 串并联数控机床加工精度实验

（1）刀具位姿对加工精度的影响实验研究

（2）切削力对加工精度的影响实验研究

（3）切削速度对加工精度的影响实验研究

7.3.3 串并联数控机床表面精度实验

（1）机电耦合特性对表面粗糙度的影响实验研究

（2）机电耦合特性对表面轮廓度影响的实验研究

7.4 本章小结

参考文献