【摘要】：車輛在行駛過程中,受到路況及車況的影響,會產(chǎn)生復(fù)雜且多自由度的振動。這些振動對于車載精密儀器形成了寬頻的六自由度激勵。一些車載精密儀器諸如軍工武器裝備,醫(yī)療級別的顯微鏡或者光學(xué)設(shè)備等需要在極為穩(wěn)定的工況下才能保持正常運作。為解決車況及路況激勵對這些精密儀器的影響,本文將六自由度并聯(lián)Gough-Stewart平臺的結(jié)構(gòu)用作減振平臺的設(shè)計,以實現(xiàn)在較寬頻域范圍內(nèi)的六自由度激勵振動衰減。本文首先對Stewart六自由度并聯(lián)機構(gòu)進行運動學(xué)的性質(zhì)的理論分析。先利用空間坐標變換的相關(guān)知識及旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換原理對此機構(gòu)進行空間坐標系的建模。然后針對并聯(lián)機構(gòu)在空間運動學(xué)的研究中的難點,即運動學(xué)求解尤其是運動學(xué)正解的求解方案進行詳細的研究。為解決運動學(xué)正解求解計算中存在多個高度非線性公式而無法用普通數(shù)值計算方法求解的難點,本文提出了一種將多目標遺傳算法與最小二乘原理結(jié)合的一種算法應(yīng)用到運動學(xué)正解求解中。根據(jù)實際算例求解的情況來看,對于一組桿長值進行十次反復(fù)驗證計算結(jié)果的均方根值誤差均低于0.1;最小可達0.011。因此認為本文設(shè)計的運動學(xué)正解求解算法求解速度快且求解精度高,是一種有效可行的求解方法。本文同時也介紹了運動學(xué)研究中空間奇異位姿問題以及最大工作空間的影響因素,并利用Gosslin幾何法對算例中平臺的工作空間進行求解。其次,對空間六自由度并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)求解的方法進行了研究。牛頓歐拉法一直以來是求解并聯(lián)機構(gòu)中的常用方法,但此法求解冗余繁雜,難于運用到實際的算法設(shè)計中。本文提出將虛功原理運用到六自由度并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)求解中,并設(shè)計了算例來驗證此解法的正確性以及可行性。此種解法邏輯清晰且易于在計算機上實現(xiàn)。同時,針對本論文將并聯(lián)機構(gòu)用于隔振平臺的設(shè)計的特殊性,本文利用拉格朗日原理建立了彈簧阻尼模型的隔振平臺的動力學(xué)方程,作為此隔振平臺的設(shè)計理論依據(jù)。然后,利用Solidworks和ADAMS建立了此隔振平臺的虛擬樣機模型。為驗證建立的虛擬樣機模型的準確性及可靠性,本文設(shè)計了運動學(xué)及動力學(xué)的仿真實驗來對模型進行驗證,以確保此虛擬樣機的仿真性質(zhì)結(jié)果對實際物理樣機的性質(zhì)設(shè)計具有準確的參考意義。為設(shè)計隔振平臺的半主動隔振系統(tǒng),確定主要研究重點為隔振系統(tǒng)性質(zhì)參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計。本文利用拉丁超立方抽樣結(jié)合層次分析法分別進行單目標參數(shù)優(yōu)化的嘗試以及多目標參數(shù)全面優(yōu)化設(shè)計。對仿真結(jié)果進行定量分析可以得出,最終的設(shè)計方案對于本文設(shè)計的虛擬樣機在六個自由度方向的振動衰減程度分別[92.53%,87.47%,94.70%,87.61%,89.63%,61.2%]。本文對Stewart并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)正解、動力學(xué)求解等理論難點提出相應(yīng)的解算方案。同時設(shè)計虛擬樣機模型,其仿真結(jié)果對物理樣機的設(shè)計有著直觀且精確的參考價值,使得在物理樣機設(shè)計過程中能極大節(jié)省經(jīng)費及實驗時間。同時對隔振平臺提出半主動隔振系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方案,此隔振平臺的設(shè)計能使車載精密儀器的工作狀況得到改善。
【圖文】：

以正扔不難有為了研發(fā)如圖桿由個加振動圈電器的正常工作，數(shù)不成熟，尤其有成熟的解法美國歐洲等了保證航天設(shè)發(fā)，并取得了圖 1-7 所示，由彈簧和音圈加速度計。此動。華盛頓大電機作為作動的作用下對于數(shù)據(jù)可靠性其 Stewart法，因此控等在 20 世紀設(shè)備所載的了一些成果他們設(shè)計圈電機并聯(lián)此隔振平臺大學(xué)[33]采用動器，如圖于六個自由性存疑。二是平臺本身結(jié)控制策略難以紀 80 年代開的精密儀器正果。美國噴氣計相鄰兩個支聯(lián)構(gòu)成，為測臺用于隔離來用 LQR 控制1-8 所示。由度的方向上第一章 緒是主動控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，，以設(shè)計。開始，對航正常使用，氣推進實驗支桿互相垂測量上、下來源于航天制策略設(shè)計在實驗中上均能達到緒論制的作動器結(jié)運動學(xué)快速航空航天事業(yè)在隔振平臺驗室[32]設(shè)計了垂直的結(jié)構(gòu)，下平臺的加速天器工作時的計主動柔性隔，對于 5-20到 20-25dB 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，速正解以及業(yè)發(fā)展加大臺的設(shè)計上了一種柔性此結(jié)構(gòu)剛速度數(shù)據(jù)，的低溫冷卻隔振平臺，0Hz 頻帶寬的振動衰減控制策略算及動力學(xué)建模大了探索力度上投入了大量性主動隔振平剛性好。其驅(qū)一共安裝了卻劑等等帶來采用大位移寬的激勵，控減量。算法模扔度。量的平臺驅(qū)動了 12來的移音控制

全文的基本文以在多研究內(nèi)容大力學(xué)的相關(guān)建模以及運隔振效果的用歐拉角算法解決動學(xué)雅克空間進行用虛功原導(dǎo)進行編基本思路多自由度隔大致分為三關(guān)計算問題運動性能仿的定量分析角公式對 St決并聯(lián)機構(gòu)克比矩陣對行解算。原理對 Stew編程，驗證圖 1-9 加路與技術(shù)路隔振平臺領(lǐng)域三個部分：一題的推導(dǎo)與算仿真實驗；三析。具體的行tewart 平臺構(gòu)正運動學(xué)求對于模型的奇wart 平臺動動力學(xué)解算加裝調(diào)諧裝置路線域中應(yīng)用最一是對 Stew算法實現(xiàn)；三是基于虛行文內(nèi)容及臺進行空間機求解的難點奇異性和工動力學(xué)進行推算結(jié)果的有置的隔振平臺最為廣泛的wart 平臺本二是基于虛虛擬樣機模型及思路為：機構(gòu)建模以點。分析運動工作空間的影推導(dǎo)解算，效性。利用臺Stewart 平臺本身結(jié)構(gòu)的虛擬樣機的型的隔振參以及逆運動學(xué)動學(xué)對于建影響等，對 S并在 Matl用拉格朗日原臺為研究對的正逆運動學(xué)的對 Stewar參數(shù)的最優(yōu)化學(xué)推導(dǎo)，利用建模的意義，Stewart 平臺lab 上基于公原理對 Ste對象學(xué)rt 化用，臺公w
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6

【參考文獻】

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1 周云山;賈杰鋒;;基于正交試驗設(shè)計和多目標遺傳算法的HEV參數(shù)優(yōu)化[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報;2014年04期

2 張堯;徐世杰;;星上光學(xué)有效載荷的兩級隔振研究[J];航空學(xué)報;2012年09期

3 李楠;王明輝;馬書根;李斌;王越超;;基于多目標遺傳算法的水陸兩棲可變形機器人結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計方法[J];機械工程學(xué)報;2012年17期

4 張堯;黃庭軒;徐世杰;;星上控制力矩陀螺群隔振平臺的動力學(xué)特性[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2012年01期

5 張堯;徐世杰;;星上控制力矩陀螺的高頻抖動減振研究[J];宇航學(xué)報;2011年08期

6 陳莉;張宏立;;粒子群算法在六自由度并聯(lián)機器人位置正解中的應(yīng)用[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年08期

7 關(guān)新;王全武;鄭鋼鐵;;飛輪擬主動隔振方法[J];宇航學(xué)報;2010年07期

8 唐文;羅均;盧兵仔;謝少榮;;超小型旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)的減振設(shè)計[J];機械與電子;2007年08期

9 宋偉剛,張國偉;基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)機器人運動學(xué)正問題[J];東北大學(xué)學(xué)報;2004年04期

10 于暉,孫立寧,張秀峰,蔡鶴皋;虎克鉸工作空間研究及其在6-HTRT并聯(lián)機器人中的應(yīng)用[J];中國機械工程;2002年21期

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1 郭立東;艦載激光武器穩(wěn)定平臺控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 王曉雷;氣動隔振器及八作動器隔振平臺控制問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

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1 鐘有博;六自由度并聯(lián)平臺的建模與仿真研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

2 楊小龍;基于Stewart機構(gòu)的隔振技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 張曉鵬;基于Stewart機構(gòu)的船載穩(wěn)定平臺的分析與設(shè)計[D];中國海洋大學(xué);2013年

4 馬良順;基于改進差分進化的六自由度并聯(lián)機器人運動學(xué)研究[D];東華大學(xué);2013年

5 文文;車身薄板件裝配誤差控制方法研究[D];湖南大學(xué);2012年

6 張文生;改進的遺傳算法在多目標車間調(diào)度中的應(yīng)用研究[D];大連交通大學(xué);2010年

7 鄔昌峰;6-SPS并聯(lián)機器人工作空間研究及其優(yōu)化設(shè)計[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

本文編號：2692545