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。     

六自由度Stewart平台四维工作空间搜索方法

针对某型6-DOF Stewart仿真平台绕Z轴转角范围大的要求,提出通过搜索四维工作空间来选择杆长参数的方法.首先将输入的连杆长度均分为若干离散值,6组离散杆长值组合出平台的杆长输入量;然后利用位置正解算法求出对应的上平台位置姿态解,除去其中不满足铰链转角约束和具有奇异位形的解;最后将离散的平台可达位置点组成位置可达空间并划分为若干等体积区域,将每个区域内离散位置点姿态角变化范围的加权函数值作为该区域所有点的第四维坐标.四维工作空间具有可视化的直观效果,其搜索方法简单易行,为某型平台杆长参数的选取提供了依据.     

基于Stewart平台虚轴机床运动学研究

以Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构为基础,将６杆６自由度的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构演变成３杆３自由度的Ｓｔｅｗａｒｔ平台的简化形式,并将该机构与机床结构相结合建立了３杆３自由机结构模型。运用机构运动学与数学理论,建立了虚轴机床运动学方程分析了机构模型。运用机构运动学与数学理论,建立了虚轴机床动力学方程,分析了机构结构参数对机床作业空间的运动时关节摆角的变化规律进行了研究。为了从理论上进上步验证虚轴朵床作业空间     

巨型柔性Stewart平台极限工作位置的确定

针对大射电天文望远镜中馈源系统的柔索结构及其运动规律,提出了巨型柔性Stewart平台的概念,重点论述了柔性悬索虚牵的问题并给出了准则。在此基础上,提出了应用馈源舱的非线性静力平衡方程,确定巨型柔性Stewart平台工作位置及最大工作角度的算法。并应用该算法对大射电天文望远镜馈源系统极限工作位置的最大工作角度进行了分析。不但使该系统实现平稳控制成为可能,而且为高精度的大射电天文望远镜提供了必要的设计参数。     

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.     

Stewart平台结构设计

介绍了用倒置的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构设计的并联机床动平台的结构设计,实际应用证明,所设计的动平台既简便了加工,又能保证精度,并能满足并联机床最大工作空间的要求。     

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。     

Stewart平台嵌入式控制系统

介绍了嵌入式系统的组成、特点、开发软件平台和硬件平台，重点介绍了ARM嵌入式微处理器和μC/OS实时操作系统，最后以Stewart平台专用伺服控制器为例介绍了嵌入式系统在机电控制系统中的应用及实现方法．     

潜器Stewart平台动力学仿真

建立了Stewart平台的动力学模型,对潜器的动力学特征进行分析,对其运动进行动力学仿真研究.以Stewart平台的任意支腿为研究对象,考虑各支腿的重力和惯性力,利用牛顿-欧拉方法建立了支腿及动平台的力和力矩平衡方程,推导出了Stewart平台的动力学方程及支腿所受的支反力.以潜艇模拟器并联机构为例,运用动力学模型进行了实际计算并绘制了支腿驱动力的变化曲线,将驱动力与支腿运动速度相乘得到支腿功率输出的变化曲线,为液压油缸的功率设计提供了依据,也为潜器的精确动力学解耦奠定了基础.     

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。     

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．     

Stewart液压平台轨迹跟踪自适应滑模控制

Stewart液压平台是一个多输入多输出（MIMO）非线性系统,其耦合运动过程中存在参数不确定性与干扰影响其轨迹跟踪精度,针对此问题,考虑了系统参数的不确定性,利用Backstepping方法结合滑模控制与自适应控制的优点,推导得到系统的多级自适应滑模控制器,以增强系统运行过程中对运动与力的跟踪性能.利用AMESim与MATLAB的联合仿真方法进行验证,与传统基于各缸位置偏差的比例 积分 微分（PID）控制器相比,结果表明,该方法在系统参数不确定所引起的干扰下,能更有效地降低各缸的位置和力的跟踪误差,从而提高了运动平台末端的动态跟踪精度.     

基于误差敏感分析的Stewart平台参数辨识方法

针对Stewart平台参数辨识问题,提出基于误差敏感分析的参数辨识方法．通过建立Stewart动平台在不同位置点的位姿误差模型,得到Stewart平台结构参数辨识方法,该方法解析了Stewart平台在不同位姿下,结构参数变化及对其输出的敏感性．利用数值法构造出误差影响敏感矩阵,可辨识系统结构参数．通过实例计算与修正,Stewart平台位置误差从4.8 mm降到到1.12 mm,角度误差从5.4°降到1.05°,验证了该辨识方法是有效可行的．