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大射电望远镜巨型柔性并联机构悬索分析及简化

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天文研究与技术 2013年第1期10卷 77-84页

作者：黄亮朱文白唐晓强中国科学院国家天文台北京100012 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

给出了悬链线的精确解析表达式,并在此基础上给出了一种抛物线简化模型。为了在求解巨型柔性并联机构的逆解时,避免因悬链线超越函数而引入的非线性,提出了赝曲线模型。赝曲线模型只关注钢索的索长和支点的受力,给出了索长与支点受力的... 详细信息

给出了悬链线的精确解析表达式,并在此基础上给出了一种抛物线简化模型。为了在求解巨型柔性并联机构的逆解时,避免因悬链线超越函数而引入的非线性,提出了赝曲线模型。赝曲线模型只关注钢索的索长和支点的受力,给出了索长与支点受力的简洁表达式。通过对赝曲线模型和抛物线模型的比较,指出赝曲线模型的结论与一类抛物线模型是一致的。数值算例验证了赝曲线模型的准确性和有效性。

关键词：大射电望远镜柔性并联机构悬链线

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大射电望远镜舱索系统的控制与实验

中国机械工程 2007年第14期18卷 1643-1647页

作者：保宏段宝岩陈光达米建伟西安电子科技大学电子装备结构教育部重点实验室西安710071

大射电望远镜(LT)馈源舱的大范围空间扫描运动是通过6根大跨度的绳索收放来完成的。针对系统中的索结构之间强耦合以及模型变结构的特点,推导了输入索和输出索之间的关系矩阵的递推公式,并证明了递推公式的稳定性和收敛性,在此基础上提... 详细信息

大射电望远镜(LT)馈源舱的大范围空间扫描运动是通过6根大跨度的绳索收放来完成的。针对系统中的索结构之间强耦合以及模型变结构的特点,推导了输入索和输出索之间的关系矩阵的递推公式,并证明了递推公式的稳定性和收敛性,在此基础上提出了一种具有神经网络非参数模型自适应控制的方法,最后通过LT50m室外模型实验证明了该算法的有效性。

关键词：大射电望远镜大跨度绳索自适应控制模型实验

大射电望远镜精调系统的自抗扰控制及实验研究

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机械强度 2005年第6期27卷 748-751页

作者：张永芳张安段宝岩西北工业大学电子信息学院西安710072 西安电子科技大学机电工程学院西安710071

针对大射电望远镜精调Stewart平台系统具有非线性、时变、受扰动等特点,并充分考虑易于实现的工程要求,提出自抗扰控制方案,采用分散控制策略和自抗扰控制算法,实现精调Stewart平台系统的高精度轨迹跟踪控制。实验结果证明方案的可行性... 详细信息

针对大射电望远镜精调Stewart平台系统具有非线性、时变、受扰动等特点,并充分考虑易于实现的工程要求,提出自抗扰控制方案,采用分散控制策略和自抗扰控制算法,实现精调Stewart平台系统的高精度轨迹跟踪控制。实验结果证明方案的可行性与有效性。

关键词：非线性系统大射电望远镜自抗扰控制器精调Stewart平台并联机器人

大射电望远镜馈源指向系统轨迹跟踪免疫PID控制

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高技术通讯 2005年第9期15卷 29-33页

作者：訾斌段宝岩仇原鹰西安电子科技大学机电工程学院西安710071

新一代大射电望远镜(LT)馈源指向跟踪系统具有变结构、非线性、慢时变、大滞后、强耦合、多输入多输出的特点,根据生物免疫系统反馈机理,在分析了常规PID控制和模糊控制算法的基础上,提出了用模糊控制器自动调整免疫系统反馈规律的免疫... 详细信息

新一代大射电望远镜(LT)馈源指向跟踪系统具有变结构、非线性、慢时变、大滞后、强耦合、多输入多输出的特点,根据生物免疫系统反馈机理,在分析了常规PID控制和模糊控制算法的基础上,提出了用模糊控制器自动调整免疫系统反馈规律的免疫PID控制器来实现馈源轨迹跟踪的策略.对LT馈源指向跟踪系统的数值仿真实验结果表明,当存在外界随机扰动时该控制算法不仅能满足对馈源轨迹跟踪精度的要求,而且控制系统具有较强的鲁棒性.

关键词：柔性结构免疫PID控制模糊控制轨迹跟踪大射电望远镜生物免疫系统 PID控制器跟踪系统馈源指向模糊控制算法多输入多输出

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大射电望远镜FAST馈源舱位姿控制

控制与决策 2004年第2期19卷 195-198,203页

作者：夏元清黄一许可康韩京清中国科学院数学与系统科学研究院系统科学研究所北京100080

针对大射电望远镜(FAST)馈源舱位姿控制问题进行了研究.根据馈源舱、塔柱的固定顶点及与其相联的6根钢索组成的Stewart平台结构,提出利用自抗扰控制技术(ADRC)来调节6根钢索的长度,使馈源舱姿态跟踪给定理想轨迹.数字仿真表明了该方案... 详细信息

针对大射电望远镜(FAST)馈源舱位姿控制问题进行了研究.根据馈源舱、塔柱的固定顶点及与其相联的6根钢索组成的Stewart平台结构,提出利用自抗扰控制技术(ADRC)来调节6根钢索的长度,使馈源舱姿态跟踪给定理想轨迹.数字仿真表明了该方案的可行性.

关键词： ADRC 大射电望远镜 Stewart平台

大射电望远镜精调Stewart平台并联机器人伺服带宽分析

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中国机械工程 2005年第3期16卷 245-248页

作者：段学超仇原鹰段宝岩西安电子科技大学西安710071

　　利用有限元通用软件 ANSYS建立了大射电望远镜精调 Stewart 平台并联机器人的有限元模型;采用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了该模型的参数化设计;通过对任意位姿结构进行模态分析,计算出并联机器人在其工作空间内的固有频率分布;... 详细信息

　　利用有限元通用软件 ANSYS建立了大射电望远镜精调 Stewart 平台并联机器人的有限元模型;采用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了该模型的参数化设计;通过对任意位姿结构进行模态分析,计算出并联机器人在其工作空间内的固有频率分布;根据伺服系统设计原则,确定了该并联机器人的伺服带宽。

关键词：大射电望远镜 Stewart平台并联机器人伺服带宽模态分析

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大射电望远镜馈源精调试验平台的运动学研究

机械科学与技术 2003年第2期22卷 180-182页

作者：王启明张辉段广洪汪劲松中国科学院国家天文台北京100012 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

设计了一种包含两级 Stewart平台构型的大型球面射电望远镜馈源精调试验平台 ,该平台具有位姿实时测量和跟踪定位功能。文中详细讨论了试验平台运动学正逆解的求解方法 ,并按照几何约束条件验证了它的工作空间 ,这些工作可为大射电望远... 详细信息

设计了一种包含两级 Stewart平台构型的大型球面射电望远镜馈源精调试验平台 ,该平台具有位姿实时测量和跟踪定位功能。文中详细讨论了试验平台运动学正逆解的求解方法 ,并按照几何约束条件验证了它的工作空间 ,这些工作可为大射电望远镜馈源支撑系统的结构优化设计提供有益的依据。

关键词： Stewart平台大射电望远镜运动学正逆解工作空间

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大射电望远镜索牵引并联机构索力优化分析

天文研究与技术 2010年第3期7卷 268-276页

作者：黄亮朱文白唐晓强姚蕊中国科学院国家天文台北京100012 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

为对大射电望远镜馈源支撑系统索牵引并联机构实施控制、获得准确的索长信息,采用精确的悬链线方程建立舱体非线性静平衡方程组来求解索力,进而获得大跨度下刚索索长。提出了线性简化模型——赝曲线模型,该模型保证了解算精度,大大提高... 详细信息

为对大射电望远镜馈源支撑系统索牵引并联机构实施控制、获得准确的索长信息,采用精确的悬链线方程建立舱体非线性静平衡方程组来求解索力,进而获得大跨度下刚索索长。提出了线性简化模型——赝曲线模型,该模型保证了解算精度,大大提高了解算效率,为实时控制及进一步大规模计算提供了便利。在给定位置下,利用赝曲线模型对姿态角进行搜索,得到满足索力约束条件的姿态角集合。在此基础上,以索力均匀分布为优化目标对索力进行优化,从而保证系统良好的力特性,避免钢索之间的干扰。数值计算说明了赝曲线模型的精确性和快速性,最后利用赝曲线模型得到了优化后精确的索力、姿态角与索长。

关键词：大射电望远镜索牵引并联机构悬链线力优化

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大射电望远镜精密测量技术研究

大射电望远镜精密测量技术研究

作者：邰瑜西安电子科技大学

学位级别：硕士

大射电望远镜（Five hundred Meter Aperture Spherical Telescope—FAST）方案是通过六根大跨度悬索驱动馈源舱完成馈源的大范围运动,其中馈源支撑及指向跟踪系统中馈源平台位姿实时动态跟踪测量技术是一个关键技术。其研究目的是在保... 详细信息

大射电望远镜（Five hundred Meter Aperture Spherical Telescope—FAST）方案是通过六根大跨度悬索驱动馈源舱完成馈源的大范围运动,其中馈源支撑及指向跟踪系统中馈源平台位姿实时动态跟踪测量技术是一个关键技术。其研究目的是在保证精度的要求下,选取合适的测量方案及技术,为控制系统实时提供馈源的位姿,以便控制系统对馈源舱位姿进行调整使其处于理论规划的运动轨迹。本文主要针对FAST50m缩比模型的测量系统进行了研究,针对测量系统的具体要求,建立了基于激光跟跟踪仪的测量系统。馈源跟踪测量系统采用美国自动精密工程公司生产的Tracker3系列激光跟踪仪作为测量设备,其测量精度高、灵活便捷、非接触等特性,满足了馈源跟踪测量系统对测量设备多方面的严格要求。本文首先研究了基于运动学逆解建立的平台标定模型,并进行了仿真分析。其次对馈源舱指向系统的运动轨迹特点进行了深入的研究,建立了馈源舱的动态跟踪测量系统,并开发了测量软件,完成测量数据的采集和处理,同步发送给控制计算机。最后提出了测量数据的滤波算法,通过FAST50米模型实验验证了算法的有效性。并利用建立的测量系统和开发的测量软件,进行了馈源系统的轨迹跟踪实验,为系统的运动控制奠定了基础。

关键词：大射电望远镜激光跟踪仪标定滤波动态测量