發(fā)布時(shí)間：2020-11-08 14:15

　　 船舶受風(fēng)、浪、涌等復(fù)雜海況的影響,難以正常實(shí)施海上作業(yè)和海底施工。因此,為了使艦船在復(fù)雜海況下安全作業(yè),本文提出了一種混聯(lián)操作臂補(bǔ)償方案。補(bǔ)償式混聯(lián)操作臂并聯(lián)補(bǔ)償部分具有升沉補(bǔ)償大,承載能力強(qiáng)的特點(diǎn),從而為海上作業(yè)設(shè)備提供更穩(wěn)定的操作環(huán)境。本文應(yīng)用螺旋理論對(duì)補(bǔ)償式混聯(lián)操作臂的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了等效分析,并采用閉環(huán)子鏈對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解耦設(shè)計(jì),然后對(duì)解耦設(shè)計(jì)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行輸入選取,進(jìn)而求出并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置反解。根據(jù)機(jī)構(gòu)位置反解以及約束條件,得到了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間�；�于實(shí)際應(yīng)用需求,對(duì)串聯(lián)部分機(jī)構(gòu)構(gòu)型進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,并采用D-H法求出了串聯(lián)部分的位置正解;與此同時(shí),建立了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,得到了并聯(lián)機(jī)構(gòu)速度映射,并對(duì)其加速度進(jìn)行分析;此外對(duì)補(bǔ)償式混聯(lián)操作臂搖蕩補(bǔ)償進(jìn)行分析,同時(shí)進(jìn)行了數(shù)值算例分析和仿真驗(yàn)證。針對(duì)控制系統(tǒng)延時(shí)帶來(lái)的影響,本文對(duì)艦船運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究,應(yīng)用最小二乘法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)海上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,同時(shí)對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波處理。本文針對(duì)實(shí)際的工程需要求出了液壓閥控位置伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并應(yīng)用PI控制器進(jìn)行控制。應(yīng)用穩(wěn)定邊界法整定了PI控制器的參數(shù)。分析了系統(tǒng)超調(diào)原因并對(duì)其進(jìn)行修正,最后應(yīng)用Simulink仿真軟件得出了位姿控制各個(gè)自由度上的誤差曲線。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：U664;TP241
【部分圖文】：

論-3-定平臺(tái)目前主要采用串聯(lián)這種方式來(lái)快速實(shí)現(xiàn)跟蹤以及穩(wěn)定補(bǔ)償[12]。上世紀(jì)40年代末，為了使坦克能在行進(jìn)間進(jìn)行穩(wěn)定發(fā)射，美國(guó)BEI電子公司針對(duì)美國(guó)海軍的需求生產(chǎn)出了QRS-10型石英音叉陀螺，與此同時(shí)研制出了WSC-6型艦載穩(wěn)定系統(tǒng)，如圖1-1所示，此系統(tǒng)的應(yīng)用可以保障艦船與外界的正常通信。此外，美國(guó)還在紅外搜索跟蹤系統(tǒng)方面取得了一定的科研成果，Honeywell公司通過(guò)應(yīng)用紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，研制出了一整套串聯(lián)式艦載穩(wěn)定跟蹤平臺(tái)，如圖1-2所示，能夠?yàn)榕炤d武器裝備的精確發(fā)射提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。圖1-1WSC-6艦載天線穩(wěn)定系統(tǒng)圖1-2Honeywell公司串聯(lián)式姿態(tài)穩(wěn)定設(shè)備除了美國(guó)以外，法國(guó)的科研人員同樣將紅外搜索跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于VAMPIRMB型、VAMPIRDIBV型以及VAMPIRML型艦載穩(wěn)定平臺(tái)上，這三種不同型號(hào)的串聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)組成基本相同，其主要由信號(hào)處理系統(tǒng)、紅外掃描部分、顯示控制平臺(tái)等幾部分組成。其中法國(guó)電訊股份有限公司研制的VAMPIRDIBV型由于成本過(guò)高、體積較大，主要應(yīng)用于大型驅(qū)逐艦上。VAMPIRML型采用單個(gè)波段工作，質(zhì)量相對(duì)較輕可以用在中小型艦船上進(jìn)行紅外探測(cè)。SAGEM公司研制的VAMPIRMB型穩(wěn)定平臺(tái)是全新一代的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全景監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能輔助導(dǎo)航，而且指示精度高可達(dá)1mrad，轉(zhuǎn)速極快可達(dá)14r/s，具有輕小型化和高效能的優(yōu)點(diǎn)，故法國(guó)海軍將其列裝于“戴高樂(lè)號(hào)”航空母艦之上，且廣泛安裝應(yīng)用于航母護(hù)衛(wèi)艦[13]。由于紅外搜索跟蹤系統(tǒng)具有精度高、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，俄羅斯、以色列、荷蘭和加拿大等也以紅外搜索跟蹤系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研制了串聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于艦載武器裝備，以提高其發(fā)射精度[14,15]。相比于串聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)，并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)具有剛性好、承載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，故國(guó)外許多科學(xué)家在并

么??庵址絞嚼純燜偈迪指?僖約拔榷ú鉤?12]。上世紀(jì)40年代末，為了使坦克能在行進(jìn)間進(jìn)行穩(wěn)定發(fā)射，美國(guó)BEI電子公司針對(duì)美國(guó)海軍的需求生產(chǎn)出了QRS-10型石英音叉陀螺，與此同時(shí)研制出了WSC-6型艦載穩(wěn)定系統(tǒng)，如圖1-1所示，此系統(tǒng)的應(yīng)用可以保障艦船與外界的正常通信。此外，美國(guó)還在紅外搜索跟蹤系統(tǒng)方面取得了一定的科研成果，Honeywell公司通過(guò)應(yīng)用紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，研制出了一整套串聯(lián)式艦載穩(wěn)定跟蹤平臺(tái)，如圖1-2所示，能夠?yàn)榕炤d武器裝備的精確發(fā)射提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。圖1-1WSC-6艦載天線穩(wěn)定系統(tǒng)圖1-2Honeywell公司串聯(lián)式姿態(tài)穩(wěn)定設(shè)備除了美國(guó)以外，法國(guó)的科研人員同樣將紅外搜索跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于VAMPIRMB型、VAMPIRDIBV型以及VAMPIRML型艦載穩(wěn)定平臺(tái)上，這三種不同型號(hào)的串聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)組成基本相同，其主要由信號(hào)處理系統(tǒng)、紅外掃描部分、顯示控制平臺(tái)等幾部分組成。其中法國(guó)電訊股份有限公司研制的VAMPIRDIBV型由于成本過(guò)高、體積較大，主要應(yīng)用于大型驅(qū)逐艦上。VAMPIRML型采用單個(gè)波段工作，質(zhì)量相對(duì)較輕可以用在中小型艦船上進(jìn)行紅外探測(cè)。SAGEM公司研制的VAMPIRMB型穩(wěn)定平臺(tái)是全新一代的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全景監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能輔助導(dǎo)航，而且指示精度高可達(dá)1mrad，轉(zhuǎn)速極快可達(dá)14r/s，具有輕小型化和高效能的優(yōu)點(diǎn)，故法國(guó)海軍將其列裝于“戴高樂(lè)號(hào)”航空母艦之上，且廣泛安裝應(yīng)用于航母護(hù)衛(wèi)艦[13]。由于紅外搜索跟蹤系統(tǒng)具有精度高、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，俄羅斯、以色列、荷蘭和加拿大等也以紅外搜索跟蹤系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研制了串聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于艦載武器裝備，以提高其發(fā)射精度[14,15]。相比于串聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)，并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)具有剛性好、承載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，故國(guó)外許多科學(xué)家在并聯(lián)式艦載穩(wěn)定平臺(tái)上也取得了

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4–設(shè)備的穩(wěn)定上。荷蘭的一家科技公司研制出了一個(gè)三自由度BM-T700接貨平臺(tái)，如圖1-3所示，該接貨平臺(tái)采用了并聯(lián)3SPS-3SS機(jī)構(gòu)，能夠補(bǔ)償船舶的橫堯縱堯垂蕩三個(gè)方向的擾動(dòng)，此平臺(tái)承載力較大，最大可達(dá)700t[16,17]。挪威的AASMEK公司為了使移動(dòng)中的鉆井平臺(tái)能夠正常工作，以并聯(lián)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，研制了一套海上鉆井平臺(tái)系統(tǒng)[18]，對(duì)甲板的擾動(dòng)起到了很好的運(yùn)動(dòng)隔離，而且平臺(tái)的承載面積非常大，如圖1-4所示。圖1-3BM-T700接貨平臺(tái)圖1-4鉆井作業(yè)并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)除了美國(guó)、荷蘭、挪威，德國(guó)科研工作者也在穩(wěn)定平臺(tái)方面取得了一定的成果，一家科技公司研制了一套穩(wěn)定傳送系統(tǒng)[19]，如圖1-5所示。此套MOTS500人員傳送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于沒有動(dòng)力定位的艦船上，這套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)艦船六個(gè)方向的擾動(dòng)補(bǔ)償，此套系統(tǒng)既可以安裝在大型艦船上，也可以安裝在小型船舶上，以實(shí)現(xiàn)兩船之間人員的快速平穩(wěn)傳送。圖1-5MOTS500人員穩(wěn)定轉(zhuǎn)運(yùn)裝置1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀相比于國(guó)外的穩(wěn)定平臺(tái)技術(shù)，國(guó)內(nèi)起步較晚且早期發(fā)展速度緩慢，目前串聯(lián)機(jī)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 耿明超;趙鐵石;王唱;陳宇航;何勇;;基于擬Newton法的并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置正解[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年09期

2 劉忠領(lǐng);于振紅;李立仁;朱振福;;紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2014年02期

3 王陽(yáng);;船用起重機(jī)防搖裝置設(shè)計(jì)研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2013年07期

4 張永花;周鑫;;艦載機(jī)著艦點(diǎn)垂直運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2013年04期

5 徐國(guó)強(qiáng);;電液位置伺服控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型研究[J];機(jī)械管理開發(fā);2013年01期

6 陳貴銀;;直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定邊界法PID校正的設(shè)計(jì)與仿真[J];武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年02期

7 王琳;謝躍榮;唐敏;李元青;;船舶運(yùn)動(dòng)量在確定某LNG泊位裝卸作業(yè)條件中的應(yīng)用[J];水運(yùn)工程;2011年S1期

8 羅二娟;牟德君;劉曉;趙鐵石;;耦合型3自由度并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)特征[J];機(jī)器人;2010年05期

9 董美華;馬汝建;趙東;;船舶減搖技術(shù)研究進(jìn)展[J];濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

10 宮金良;張彥斐;高峰;魏修亭;;一種3自由度組解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2007年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 趙星宇;并聯(lián)式復(fù)合驅(qū)動(dòng)艦載穩(wěn)定平臺(tái)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2018年

2 劉洋;含平面分支耦合約束力并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究[D];燕山大學(xué);2018年

3 李玉昆;3-UPS/S并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)的性能分析與穩(wěn)定補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2018年

4 孟紅波;串并聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)測(cè)量和控制技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2017年

5 黃禮敏;海浪中非平穩(wěn)非線性艦船運(yùn)動(dòng)在線預(yù)報(bào)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周金;一種無(wú)匯交軸線并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)的控制與標(biāo)定[D];燕山大學(xué);2019年

2 鄭歡;船用六自由度穩(wěn)定平臺(tái)的控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 王文超;3-PRS+RRP海上穩(wěn)定引橋研究[D];燕山大學(xué);2018年

4 何磊;艦載六自由度穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2017年

5 王海杰;電液位置伺服系統(tǒng)自適應(yīng)滑模控制策略研究[D];上海交通大學(xué);2017年

6 孫石磊;一種基于6-SPS的復(fù)合式艦載抗沖穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];江蘇科技大學(xué);2017年

7 寧獻(xiàn)良;船用起重機(jī)主動(dòng)式波浪補(bǔ)償系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

8 楊建濤;并聯(lián)折疊式艦載穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)分析與控制理論研究[D];燕山大學(xué);2015年

9 葉建;船舶吊裝補(bǔ)給主動(dòng)式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)控制策略研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

10 張洪亮;艦載穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2874896