隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,國(guó)防工業(yè)對(duì)具有運(yùn)動(dòng)范圍大、調(diào)整速度快、控制精度高、承載能力強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)模擬設(shè)備或者調(diào)整設(shè)備提出了更高的要求。本文以北京航天控制儀器研究所承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中的用于航空重力儀的車(chē)載位姿平臺(tái)研制課題為依托,對(duì)六自由度位姿平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制策略、精度測(cè)量及誤差機(jī)理進(jìn)行了理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中,首先根據(jù)上平臺(tái)與各個(gè)作動(dòng)器之間的約束關(guān)系,建立了六自由度位姿平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解數(shù)學(xué)模型,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)反解模型的正確性,并根據(jù)模型建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)反解GUI程序。接著針對(duì)傳統(tǒng)六自由度位姿平臺(tái)正解中存在的求解難度大、精度低、初值選取難的缺陷,提出了一種利用SOA搜索算法進(jìn)行牛頓迭代初值補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)正解方法,構(gòu)建了相應(yīng)的仿真模型并給出了計(jì)算實(shí)例。最后在研制的六自由度位姿平臺(tái)樣機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該算法具有較高的收斂精度和穩(wěn)定性,為后續(xù)設(shè)計(jì)控制策略奠定了基礎(chǔ)。在動(dòng)力學(xué)分析中,首先利用Sim Mechanics模塊構(gòu)建了六自由度位姿平臺(tái)虛擬樣機(jī),定義了上下平臺(tái)和六個(gè)作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和相應(yīng)的剛體約束關(guān)系,然后針對(duì)三維模型進(jìn)行了極限位姿干涉分析和靜力學(xué)分... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 六自由度平臺(tái)概述
        1.2.1 六自由度位姿平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
        1.2.2 六自由度平臺(tái)的發(fā)展與應(yīng)用
        1.2.3 六自由度平臺(tái)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真研究
    2.1 引言
    2.2 位姿平臺(tái)系統(tǒng)描述
    2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)反解分析與仿真研究
        2.3.1 六自由度位姿平臺(tái)坐標(biāo)系的建立
        2.3.2 六自由度位姿平臺(tái)坐標(biāo)變換
        2.3.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)反解模型
        2.3.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)反解仿真分析
    2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析與仿真研究
        2.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解數(shù)學(xué)模型
        2.4.2 基于SOA-牛頓迭代的位姿平臺(tái)正解算法
        2.4.3 SOA-牛頓迭代正解算法仿真分析
        2.4.4 SOA-牛頓迭代正解的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
3 位姿平臺(tái)建模與仿真分析
    3.1 引言
    3.2 六自由度位姿平臺(tái)三維模型構(gòu)建
        3.2.1 SimMechanics模塊簡(jiǎn)介
        3.2.2 位姿平臺(tái)三維物理模型的構(gòu)建
        3.2.3 極限工況下三維模型合理性分析
    3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模
        3.3.1 電動(dòng)缸缸體數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制策略
    3.4 位姿平臺(tái)整體仿真模型
    3.5 本章小結(jié)
4 控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 基于鉸點(diǎn)空間的控制策略
        4.2.1 基本原理
        4.2.2 前饋PD控制器設(shè)計(jì)
        4.2.3 仿真分析
    4.3 基于工作空間的控制策略
        4.3.1 基本原理
        4.3.2 自適應(yīng)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        4.3.3 仿真分析
    4.4 六自由度位姿平臺(tái)雙層控制策略
        4.4.1 雙層控制器設(shè)計(jì)
        4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
5 位姿平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 位姿平臺(tái)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        5.2.1 位姿平臺(tái)功能需求
        5.2.2 位姿平臺(tái)硬件系統(tǒng)
        5.2.3 位姿平臺(tái)軟件系統(tǒng)
    5.3 六自由度位姿平臺(tái)精度測(cè)量及誤差分析
        5.3.1 靜態(tài)精度測(cè)量
        5.3.2 動(dòng)態(tài)精度測(cè)量
        5.3.3 誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于人群搜索算法的自抗擾控制器參數(shù)優(yōu)化[J]. 周志剛,馬永光,董子健,高志存.  熱力發(fā)電. 2018(09)
[2]一種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 王宗平,趙登峰,曾國(guó)英.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(S1)
[3]步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 潘光緒,賈光政,邊穎聰,劉旭,陳佳麗.  機(jī)電工程. 2017(10)
[4]Stewart平臺(tái)的SimMechanics仿真[J]. 須穎,徐福紅,邵萌.  沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[5]基于遺傳-迭代算法的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位置正解[J]. 弓瑞,汪首坤,黃小天.  液壓與氣動(dòng). 2016(08)
[6]基于L-M算法的正交Stewart平臺(tái)位姿正解的初值補(bǔ)償[J]. 王啟明,蘇建,張?zhí)m,陳秋雨,徐觀.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(01)
[7]電動(dòng)缸性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊繼東,劉昆,楊中山,車(chē)海偉.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]六自由度搖擺臺(tái)動(dòng)力學(xué)建模與分析[J]. 謝國(guó)慶,艾艷輝,郭欣欣.  流體傳動(dòng)與控制. 2015(01)
[9]慣組動(dòng)態(tài)測(cè)試臺(tái)誤差分析及附加運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法[J]. 蔡洪,孫文利,馬建明.  國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]六自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人全閉環(huán)控制系統(tǒng)研究[J]. 豐茂.  山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)

博士論文
[1]高速并聯(lián)機(jī)械手高精度控制方法研究[D]. 趙慶.天津大學(xué) 2017
[2]飛行模擬器液壓Stewart平臺(tái)奇異位形分析及其解決方法研究[D]. 馬建明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3336501