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立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的系统分析与控制的中期报告一.引言三自由度绳牵引并联机构是一种可以在三个方向上运动的机构，适用于各种工业和农业生产应用。本文针对一种1R2T的三自由度绳牵引并联机构进行了系统分析和控制实验。二.机构分析1.机构原理该1R2T三自由度绳牵引并联机构由两个固定支撑点和三个运动点组成。其中，两个支撑点用作稳固固定，三个运动点由三根绳子保持连接并驱动。机构的结构如图1所示。![Imageofmechanism](mechanism.png)图11R2T三自由度绳牵引并联机构2.运动学分析为了更好地理解机构的运动规律，进行了基本的运动学分析。根据机构的结构，可以计算出机构的无位移力学模型为:x1cos(θ)+y1sin(θ)=x2cos(θ+φ)+y2sin(θ+φ)x1sin(θ)-y1cos(θ)=x2sin(θ+φ)-y2cos(θ+φ)其中，(x1,y1)和(x2,y2)分别表示支撑点1和支撑点2的坐标，θ和φ分别表示绳子1和绳子2的夹角。3.动力学分析动力学分析主要分为两部分，一部分是机构的建模，另一部分是控制器的设计。(1)机构建模对1R2T三自由度绳牵引并联机构进行了动力学建模，得到了以下运动学方程:![Imageofequations](equations.png)其中，θ和φ分别代表绳子1和2的夹角，L1、L2和L3分别代表机构中的三个杆件的长度，τ1、τ2和τ3分别代表三个驱动电机的转矩。(2)控制器设计为了控制机构的运动，需要设计一个合适的控制器。在本项目中，采用了模型预测控制（MPC）方法。MPC是一种基于模型的控制方法，可以优化系统的性能，并考虑约束条件。该方法需要一个系统的数学模型，可以在每个控制周期内通过优化算法得出最佳控制方案。三.控制实验1.实验平台为了验证控制器的性能，设计了一个实验平台。实验平台由三个步进电机、三个旋转编码器、一块Arduino板和一台个人电脑组成。2.控制方案在实验中，采用了基于UDP通信的实时控制方案。PC上运行一个Python程序，用于计算控制信号，并将信号发送给Arduino板。Arduino板通过解码器将信号转换为步进电机的控制信号，控制电机的停止、转速、转向等参数。3.实验结果通过实验，验证了控制器的性能。实验结果表明，控制器能够控制机构在指定的轨迹下实现稳定的运动。同时，还发现了一些改进的空间，如控制策略的更改、优化电机的控制参数等。四.结论本文对1R2T三自由度绳牵引并联机构进行了系统分析和控制实验。通过运动学和动力学分析，了解了机构的结构和运动规律。采用模型预测控制方法，设计了一个控制器，并在实验平台上

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