六自由度Stewart平台运动精度分析

"利用Stewart型平台之间的位置向量关系,推导出Stewart型平台运动精度模型,并将其应用*"所设计的大射电望远镜精调稳定平台运动精度分析,详细给出了其运动精度分析结果,证明*设计的精调稳定平台完全可以满足馈源轨迹跟踪精度的要求.     

大射电望远镜精调稳定平台奇异性分析

阐述了Stewart型平台奇异性的分类，利用位置向量关系推导了其Jacobian矩阵。在设计参数和运动速度给定的条件下，通过考察查Jacobian矩阵所形成的关于时间t的方程的解是否在所要求的工作空间内，来判断基于Stewart平台的大射电望远镜精调稳定平台是否会发生奇异；如果时间t小于完成整个工作空间所要求的时间，则修改设计参数，重复上述过程，直到在所选定的设计参数条件下，不会发生奇异为上。计算机仿真发现该方法既方便又可靠。     

刚柔耦合二级运动调整系统动力学模型

安装在悬挂馈源舱内的Stewart平台作为馈源位姿精调系统与舱索粗调系统一起构成了大型射电望远镜馈源位姿的二级耦合调整系统．综合柔性悬索系统的非线性有限元结构动力学方程和刚性Stewart平台的多体系统动力学方程，构造了悬索粗调系统与Stewart平台精调系统的刚柔耦合动力学模型，找到了分析动力学耦合问题的有效方法．通过对LT50m缩比模型的仿真分析，模拟了馈源舱对Stewart平台扰动的响应，并由实验进行了验证．     

大射电望远镜精调稳定平台逆动力学分析

在获得了大射电望远镜精调稳定平台逆运动学参数的基础上,采用虚功原理对精调稳定平台进行了逆动力学分析,获得了进行高精度轨迹跟踪转矩控制所需的广义驱动力。为精调稳定平台实时运动控制,实现馈源高精度轨迹跟踪奠定了坚实的基础。     

柔性支撑下的Stewart平台速度控制

针对大射电望远镜中舱索系统与Stewart平台存在强动力耦合特点,研究了柔性支撑下的Stewart平台位姿跟踪问题．将两系统的动力学耦合视为对Stewart平台的未知外扰,通过利用高增益状态观测器,提出了柔性支撑下Stewart平台速度控制方法．数值仿真表明该方法有效地抑制了两系统间的动力耦合影响,提高了Stewart平台的扫描精度．     

六自由度Stewart平台运动精度分析

利用Ｓｔｅｗａｒｔ型平台之间的位置向量关系,推导出Ｓｔｅｗａｒｔ型平台运动精度模型,并将其应用到所设计的大射电望远镜精调稳定平台运动精度分析,详细给出了其运动精度分析结果,证明所设计的精调稳定平台完全可以满足馈源轨迹跟踪精度的要求。     

大射电望远镜精调稳定平台机械结构设计及准动力分析

设计了一种大型Ｓｔｅｗａｒｔ型平台用于大射电望远镜轨迹二极精调控制,通过坐标变换,推导出其运动控制的数学模型,并利用Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵,进行了动力学分析,给出了其运动精度分析结果,证明其应用到大射电望远镜工程中是切实可行的,足以保证轨迹跟踪精度的要求。     

基于二维搜索的Stewart平台工作空间分析方法

为了在不影响分析精度的前提下,减小利用空间搜索法进行Stewart平台工作空间分析过程中的计算量,提出一种利用Newton Raphson方法对Stewart平台单自由度运动范围进行求解的数值方法.将该方法应用在Stewart平台工作空间的研究中,实现了利用二维空间搜索法对工作空间的分析,与传统空间搜索方法相比,减小了搜索维数和计算量.通过算例证明,二维空间搜索法能够快速准确地计算出Stewart平台在不同位姿下的工作空间,利用二维空间搜索法可以对工作空间的其他子空间进行分析,并且该方法还可以应用在其他形式并联机构的工作空间分析中.     

一种新型五轴并串联机床的工作空间分析

针对6自由度Stewart型并联机床工作空间小的问题,提出一种新型5自由度并串联机床,该机床由一个2-TPR/2-TPS空间四自由度并联机构串联一个可转动的部件组成,具有空间三维移动和两维转动5个自由度.介绍了该机床的结构布局特点,用解析法推导了位置反解方程和输出参数间的解耦关系.采用数值分析的方法生成了该机床的工作空间,分析了结构参数的变化对工作空间的影响.分析的结果表明,该机床机床结构简单,其工作空间较Stewart型并联机床工作空间大,能够完成对具有空间复杂曲面的工件的加工.同时也为该机床的进一步设计和研究提供了理论依据.     

一种柔索并联机器人的可达工作空间分析与刚度评价

大射电望远镜（LT）馈源柔索支撑系统可视为一种柔索并联机器人（WDPR）,基于馈源柔索支撑系统的非线性力学模型，引入张力、球铰和索长约束条件，确定了WDPR的可达工作空间．进而，借助于有限元分析方法,利用静刚度阵的最小奇异值来评价该机器人的刚度性能．通过对LT50m WDPR缩尺模型的空间运动数值仿真，绘制了三维可达工作空间图形及刚度曲面，分析结果表明．张力约束条件对LT可达工作空间影响最大，WDPR机器人与Stewart平台的刚度有明显差异．     

基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解分析

充分利用Stewart并联机器人位置反解容易获得这一特性,把较难的Stewart并联机器人位置正解问题转化为一个优化问题,考虑到遗传算法的全局优化特性,提出了基于遗传算法的Stewart并联机器人位置正解方法. 仿真实例证明了所提方法具有很高的计算精度,彻底克服了采用数值解法求解Stewart并联机器人位置正解时,解的精度受初值影响较大的缺点.     

电驱动柔索并联机器人轨迹跟踪滑模控制

针对大射电望远镜粗调系统的非线性、大滞后、多变量耦合以及易受外扰等特点．提出了一种馈源轨迹跟踪的滑模控制策略．该方法通过分阶段加入指数趋近控制来加快系统的响应．同时利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数，不仅保证了控制系统的快速性和鲁棒性，而且能够有效地抑制颤动．     

高集成三自由度解耦球型手腕

针对空间机器人手腕集成度低和灵活性差的问题,提出一种由相对独立运动链组成的三自由度解耦球型手腕机构,采用双万向节和双半球结构来保证腕关节的紧凑性与灵活性.分析运动传动关系和工作空间区域,完成三自由度解耦球型手腕的结构设计,推导正、逆运动学方程和雅克比矩阵,分析结构解耦和运动解耦特性,建立作业空间与关节空间的运动传递关系.构建三自由度解耦球型手腕试验平台,进行侧摆、俯仰、自转试验和末端运动轨迹验证试验.研究结果表明,解耦球型手腕运动灵活、平稳,姿态角调整范围大,轨迹跟踪准确.     

平面索牵引机构工作空间解析求解与验证

为求解平面索牵引多体机构的力旋量封闭工作空间边界,提出矩阵零空间的方法。该方法通过对力的雅克比矩阵分析,推导出保证索力的非负条件,并根据此条件求解出力旋量封闭工作空间边界,找到力旋量可行工作空间。使用蒙特卡罗方法优化电机的位置和杆上牵索点的位置,使得力旋量可行工作空间最大,并保证机构的运行轨迹在力旋量可行工作空间的范围内。对平面串联两杆机构的一种构型进行参数优化求解和实验验证,结果表明参数优化后的构型可以保证预期轨迹在力旋量可行工作空间内,解析法可以准确地推导出力旋量封闭工作空间的边界。     

一种3-RPS并联平台机构偏转能力的分析

基于3-RPS并联机构的位置反解,在考虑杆长、运动副转角及杆间干涉等约束的情况下,利用搜索法求得了机构动平台相对于定平台运动的姿态工作空间（即偏转能力）,研究了动平台姿态工作空间与垂直于定平台的向移动位置空间的关系,并分析了机构主要结构参数对动平台偏转能力的影响。