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《空間站機(jī)械臂電模擬器研制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、碩士學(xué)位論文空間站機(jī)械臂電模擬器研制DEVELOPMENTOFTHEELECTRICALSIMULATORFORSPACESTATIONMANIPULATOR張澤哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU991.2學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：628.162密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文空間站機(jī)械臂電模擬器研制碩士研究生：張澤導(dǎo)師：金明河教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：機(jī)械工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.162DissertationfortheMasterDegr
2、eeinEngineeringDEVELOPMENTOFTHEELECTRICALSIMULATORFORSPACESTATIONMANIPULATORCandidate：ZhangZeSupervisor：Prof.JinMingheAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：Har
3、binInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要我國(guó)將于2020年前后建成空間站，而空間站機(jī)械臂在空間站使用、維護(hù)中扮演著重要角色，由于其特殊工作環(huán)境和巨大投入成本，需要對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行地面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，傳統(tǒng)的地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開銷大、難度高且具有一定的局限性，而傳統(tǒng)的電聯(lián)試系統(tǒng)在多自由度情況下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為此本文研制了能夠方便模擬空間站機(jī)械臂真實(shí)行為的電模擬器。本文首先完成了空間站機(jī)械臂電模擬器的軟硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)械臂系統(tǒng)的真實(shí)情況及電模擬器的需求功能，確定了緊湊性及可擴(kuò)展性高的CPCI硬件架構(gòu)，選型并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件模塊，建立了電模擬器的硬件平臺(tái)；提出了
4、實(shí)現(xiàn)各功能的軟件模塊構(gòu)成及聯(lián)系的整體方案，對(duì)電模擬器的各軟件模塊、監(jiān)控配置上位機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其次，建立了多領(lǐng)域機(jī)械臂模型。為更加精確地建立機(jī)械臂模型，采用基于Modelica語(yǔ)言的多領(lǐng)域系統(tǒng)建模軟件SimulationX，根據(jù)機(jī)械臂真實(shí)情況，建立了PMSM伺服電機(jī)模型，機(jī)械臂柔性關(guān)節(jié)及六維力/力矩傳感器的動(dòng)力學(xué)模型；通過(guò)其他軟件建立的相應(yīng)模型對(duì)模型進(jìn)行仿真對(duì)比，并對(duì)SVPWM模塊及力/力矩傳感器模塊優(yōu)化；最終將電機(jī)模型與動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合建立了多領(lǐng)域機(jī)械臂模型，滿足實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性。最后，建立了檢測(cè)測(cè)試平臺(tái)并對(duì)電模擬器進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)空間站機(jī)械臂電模擬器的實(shí)際要求，結(jié)合監(jiān)控配置上位
5、機(jī)，通過(guò)模擬機(jī)械臂實(shí)際的載荷搬運(yùn)任務(wù)，對(duì)電模擬器功能性、實(shí)時(shí)性及準(zhǔn)確性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明電模擬器能夠模擬機(jī)械臂真實(shí)功能，實(shí)時(shí)性良好，準(zhǔn)確性高，符合電模擬器的要求。關(guān)鍵詞：空間站機(jī)械臂；電模擬器；多領(lǐng)域系統(tǒng)建模-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractOurcontroyplanstocompletethespacestationaround2020.Andintheusageandmaintenanceofthestationspace，spacemanipulatorplaysaquiteimportantrole.Consideringthespecicalwork
6、enviromentandsignificantinvestment,agroundexperimentsystemisneccessary.Whiletradiationalmethodsarequitecomplexandcostmuch,althoughelectricemulatorsystemisagoodchoicebutcomplexforMulti-DOF.Inthissituation,anelectricalsimulatorinordertosimulatespacestationmanipilatorconvenieccelywasdeveloped.Fi
7、rstly,thehardwareandsoftwaredesignsoftheelectricalsimulatorwerefinished.Accordingtotherealsituationofthespacemanipulatorandtherequirementoftheelctricalsimulator,CPCIstructurewithhighcompactnessandextensibilitywaschosen.Meanwhileoverallplanfor
