无线充电六自由度平台位姿误差及其仿真研究

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近年来,由于新能源汽车和无线充电产品的飞速发展,产品标准逐渐完善,在此现状下,目前无线充电测试系统大都采用手动或半自动的方式,而本文研究的六自由度平台是全自动的无线充电测试系统,是在传统的六自由度平台的基础上通过解耦的方式构成的一个串并联结构的六自由度平台。这种六自由度全自动无线充电测试系统运动的精确性和静态位姿误差对测试性能影响较大。一直以来对六自由度平台运动精确性的研究都是一个很重要的课题,因此对于六自由度平台静态位姿误差的研究是十分关键和有用的。文中主要是研究了无线充电六自由度平台并联部分杆长误差对平台翻滚角α、俯仰角β以及z方向位移Za造成的静态位姿误差,和解耦部分(串联部分)的铰链点位置误差对六自由度x和y方向造成的误差。首先通过对无线充电平台并联部分建模,推导出其正反解模型,为后续的运动学及静态位姿误差分析建立了基础。在推导出的无线充电平台并联部分正解数学模型的基础上通过对其等式两端求全微分,最终推导出了无线充电平台并联部分的误差数学模型。在此模型的基础上,借助MATLAB仿真软件清楚地绘出了在并联部分三个伺服控制杆分别存在不同的杆长误差下对无线充电平台翻滚角α、俯仰角β以及z方向位移Za造成的静态位姿误差图。其次针对由误差数学模型分别对平台翻滚角α、俯仰角β以及z方向位移Za造成的误差,本文采用BP神经网络分别补偿的方法达到补偿目的。经验证经过补偿后的静态位姿误差较补偿前大大减小。最后,为了更全面地知道并联部分三个伺服控制杆的杆长对静态位姿误差的影响。文中还在ADAMS仿真软件中建立了无线充电平台的三维模型,并在ADAMS中通过仿真的手段揭示了三个伺服控制杆存在误差时,分别从-100mm到+100mm运动过程中对平台翻滚角α、俯仰角β以及z方向位移Za造成的静态位姿误差。通过以上理论分析及仿真研究,总结出了无线充电平台并联部分伺服控制杆的杆长误差对平台翻滚角α、俯仰角β以及z方向位移Za的误差规律。以及解耦部分(串联部分)铰链点位置误差对平台x和y方向运动的误差规律。为减小实际无线充电六自由度平台运行过程中的静态位姿误差提供了理论指导作用。
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