本文關鍵詞：基于并聯(lián)機構的海上模擬運動平臺的仿真與實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在海洋環(huán)境中作業(yè)的船舶等航行器,不可避免的會受到各種海洋環(huán)境的影響。其中海洋中波浪的運動對這些設備的影響最大。一般而言,在海洋環(huán)境中作業(yè)的船舶、海洋石油平臺等浮動設施在各種海洋環(huán)境的作用下會在空間六個自由度的方向上產生運動,這會對浮動設施上的人員和設備產生比較嚴重的影響。并聯(lián)Stewart機構可以實現(xiàn)活動平臺的六自由度運動,既可以模擬浮動海洋設施結構的空間運動,又可以作為補償運動的穩(wěn)定平臺。本文采用多體動力學軟件ADAMS和控制軟件MATLAB/Simulink對并聯(lián)機構的海上模擬運動平臺進行了仿真與實驗研究。文中的研究工作如下：(1)建立了并聯(lián)Stewart機構的結構和運動模型,在ADAMS仿真軟件的輔助下,對機構進行了運動分析和工作空間分析；(2)依據(jù)海洋波浪譜、浮動平臺的運動幅值響應因子(Resonse Amplitute Operator或RAO),實現(xiàn)了浮動平臺上運動響應譜的生成,并給出了(六個自由度)浮動平臺的時域響應曲線,為模擬通用海上浮動平臺的運動提供了基礎。(3)基于多體動力學軟件ADAMS與和控制軟件MATLAB/Simulink模塊,進行了并聯(lián)Stewart平臺的機電耦合動態(tài)模擬,并ADAMS和MATLAB/Simulink軟件對海上模擬運動平臺進行了機電耦合聯(lián)合控制系統(tǒng)的開發(fā),講述了各個控制元件的使用方法與使用意義。(4)基于并聯(lián)Stewart機構對海上平臺運動模擬開展了實驗研究,并測試了三自由度運動補償運動平臺穩(wěn)定平臺的解搖效果,分析傳感器采樣頻率、波浪運動頻率以及復合運動對船載穩(wěn)定平臺的解搖效果的影響。
【關鍵詞】：Stewart并聯(lián)機構 穩(wěn)定平臺 ADAMS與MATLAB/Simulink 聯(lián)合仿真
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P752
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景與意義12-14
• 1.2 國內外的研究與應用現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 并聯(lián)機構的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 六自由度并聯(lián)機構的應用現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 三自由度并聯(lián)機構在船載減搖設備中的應用18-19
• 1.2.4 聯(lián)合仿真控制技術19
• 1.3 主要研究內容與技術路線19-22
• 2 多自由度運動補償平臺的介紹與三維建模22-34
• 2.1 多自由度運動補償平臺的組成與技術規(guī)格22-23
• 2.1.1 多自由度運動補償平臺的組成22
• 2.1.2 多自由度運動補償平臺的技術規(guī)格22-23
• 2.2 多自由度運動補償平臺的功能概述23-26
• 2.3 多自由度運動補償平臺的三維建模26-31
• 2.3.1 基于ADAMS/View的六自由度模擬平臺模型的建立27-31
• 2.3.2 基于ADAMS/View的三自由度補償平臺模型的建立31
• 2.4 本章小結31-34
• 3 六自由度模擬平臺的運動學與工作空間分析34-52
• 3.1 六自由度Stewart并聯(lián)機構簡介34-35
• 3.2 六自由度Stewart并聯(lián)機構的空間位置關系35-36
• 3.3 六自由度Stewart模擬平臺的運動學分析36-42
• 3.3.1 六自由度Stewart模擬平臺上點的分布36-37
• 3.3.2 六自由度Stewart模擬平臺的運動學分析37-42
• 3.4 六自由度Stewart并聯(lián)機構工作空間分析42-47
• 3.4.1 運動副轉角對工作空間的限制43-44
• 3.4.2 驅動桿干涉對并聯(lián)機構運動空間的影響44-47
• 3.5 六自由度Stewart并聯(lián)機構工作空間分析方法47-51
• 3.5.1 工作空間的求解原理47-48
• 3.5.2 空間邊界搜索法48-49
• 3.5.3 工作空間求解程序設計49-50
• 3.5.4 Stewart并聯(lián)機構空間的求解50-51
• 3.6 本章小結51-52
• 4 隨機波浪對船體的運動分析52-64
• 4.1 諧波與遭遇頻率52-54
• 4.1.1 諧波52-53
• 4.1.2 遭遇頻率53-54
• 4.2 海浪頻率譜54-57
• 4.3 絕對譜與遭遇譜之間的轉換57-58
• 4.4 波譜仿真58-59
• 4.5 船舶運動幅值響應因子59-60
• 4.6 海洋中船體運動響應的RAO仿真60-62
• 4.7 本章小結62-64
• 5 海上多自由度補償平臺的機電耦合聯(lián)合仿真系統(tǒng)64-80
• 5.1 ADAMS與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真概述64-66
• 5.2 基于ADAMS與MATLAB/Simulink的聯(lián)合仿真過程66-75
• 5.2.1 仿真前準備工作66-67
• 5.2.2 仿真過程67-71
• 5.2.3 ADAMS與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真過程71-72
• 5.2.4 設置MATLAB與ADAMS之間的數(shù)據(jù)交換72-74
• 5.2.5 仿真設置與仿真計算74-75
• 5.2.6 開始仿真75
• 5.2.7 聯(lián)合仿真過程的結果后處理75
• 5.3 聯(lián)合控制系統(tǒng)功能概述75-76
• 5.4 三自由度補償平臺的補償原理76-78
• 5.5 本章小結78-80
• 6 基于并聯(lián)機構的海上補償運動平臺的實驗研究80-90
• 6.1 三自由度補償平臺的運動學分析80-81
• 6.2 傳感器采樣周期對補償平臺補償效果的影響81-83
• 6.3 運動的頻率對減搖效果的影響分析83-86
• 6.4 橫搖縱搖復合運動對減搖效果的分析86-87
• 6.5 減搖結果分析87-88
• 6.6 隨機波浪作用下船體運動的補償實驗88-89
• 6.7 本章小結89-90
• 7 結論與展望90-92
• 7.1 結論90
• 7.2 不足與展望90-92
• 參考文獻92-96
• 附錄：隨機波浪對船體的運動響應數(shù)據(jù)96-102
• 致謝102-103
• 個人簡歷103

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