以大射电望远镜精调Stewart平台为研究对象,分析了Stewart平台工作空间的影响因素,根据给定的馈源可达空间求得了Stewart平台支腿长度和运动副转角的极限值,并采用快速极坐标搜索法确定了所得Stewart平台的工作空间.

设计了一种包含两级Stewart平台构型的大型球面射电望远镜馈源精调试验平台,该平台具有位姿实时测量和跟踪定位功能.文中详细讨论了试验平台运动学正逆解的求解方法,并按照几何约束条件验证了它的工作空间,这些工作可为大射电望远镜馈源支撑系统的结构优化设计提供有益的依据.

Stewart平台作为馈源位置和姿态精调系统被安装在大型射电望远镜的悬挂馈源舱中。本文推导了计算馈源舱中的Stewart平台对舱体反作用力的公式，分析了馈源舱体姿态，Stewart平台的质量、调整速度与反作用力间的关系。研究结果为设计馈源舱与Stewart平台的质量比，消除平台对舱体的动力影响打下了基础。

针对精密仪器设备六自由度半主动隔振的需求,提出了一种基于新型双活塞磁流变液阻尼器的六自由度半主动隔振平台。首先,完成了阻尼器的研制,通过实验方法获得了阻尼器的动力学特性曲线,并建立了其双曲正切模型。其次,在新型阻尼器的基础上设计了一种基于Stewart平台结构的六自由度半主动隔振平台。对平台隔振性能仿真研究的结果表明,此平台在6个方向上都有明显的隔振效果。所提出的六自由度半主动隔振平台具有自身质量轻、结构紧凑的优点,并且隔振效果明显,满足精密仪器设备的六自由度半主动隔振需求。

为了实现在基础激励下,保证Stewart平台具有较好的隔振效果,设计了一种用于液压驱动Stewart平台稳定器的自整定PID控制器。通过执行机构驱动的轴向力,求取总的主动力及惯性力的模型,并将其用以Kane方程的计算,在Kane方程的基础上,建立了六自由度液压驱动Stewart平台的非线性动力学模型。利用Stewart平台动力学设计了一种以隔振为目标的控制方案。为了抑制不确定基础激励下的上平台振动,提出了一种基于神经网络的自整定PID(NN-PID)控制方案。仿真结果表明,该控制方法能够满足不确定基础励下上平台的隔振要求,对外界干扰具有良好的鲁棒性。能够使得Stewart平台的稳定度得以提升,抑制Stewart平台工作过程中的振动效应。

次镜调整机构作为空间望远镜主动光学调整的核心组件,为实现在轨实时快速调整,其调整精度和动态性能均有比较严格的要求。机构常采用Stewart平台结构形式,基于逆运动学模型和关节空间PID控制相结合的方法,由于受到模型的非线性和不确定性、扰动及耦合的影响,难以取得较为满意的效果。为解决该问题,从机电动力学模型出发,将平台各支杆间耦合因素表征为外部干扰,建立了互相解耦的关节机电模型。依据模型辨识结果采用乘性不确定性描述模型摄动,依据模型误差界和性能指标要求设计混合灵敏度加权函数。针对虚轴极点问题,采用扩展H∞方法,将复杂动力学系统的控制器设计问题转化为堆叠S/T/KS混合灵敏度问题。在Matlab中求解得到鲁棒控制器,并在DSP中完成数字算法实现。仿真分析及试验结果表明,鲁棒控制器具有更好的鲁棒性、扰动抑制性能和动...

部分机械产品由多段大型构件组成,装配中一个移动构件相对于另一个固定构件具有空间六自由度。目前用于装配的调姿机构,通过调节关节改变工件的位置和姿态,关节空间与工件的位姿空间不一一对应,即各自由度调节具有耦合性,会严重影响装配效率。为此设计了一种基于气缸驱动的Stewart平台并联调姿机构,具有较好的柔性和自适应性,调节位姿时可直接作用于工件的位姿空间,提高工作效率。首先,建立并联机构模型,并对机构的运动学和静力学进行了分析;其次,采用Adams软件对模型进行了仿真分析,同时采用MATLAB软件对仿真结果进行对比验证;最后,依据边界条件和优化目标提出了一套优化设计流程,通过分析计算得到了相对较优的调姿平台模型参数。

提出了一种可应用于实现多路况模拟的多车型通用汽车驾驶训练装置的4-Stewart并联运动平台。介绍了该平台的组成,在Solidworks中构建了该装置的三维模型。首先,对4-Stewart并联平台的汽车驾驶模拟器进行了机构说明,并建立了坐标系;其次,以汽车和四个较小的六自由度Stewart并联机构构成的运动平台为研究对象,利用空间结构分析方法,得出了汽车驾驶训练装置的运动学反解方程,并用MATLAB编程进行了具体的数值计算;最后,在相同车型、能够实现相同运动输出的情况下,计算传统的汽车驾驶模拟器的结构尺寸和驱动副的输入范围,将各相关参数与4-Stewart并联运动平台相比较,得出了该运动平台体积小、加工工艺好、易控制等结论,为进一步的研究奠定基础。

为避免被动式Stewart隔振平台在外界激励下发生共振,对其结构参数变化对系统固有频率的影响进行了分析.依据Newtow-Euler方法,建立了一种计算该平台固有频率的动力学特征方程.借助ANSYS有限元模型进行验证,结果表明了所建模型的正确性.在此基础上,针对初始位姿下结构参数：支腿减振器刚度-阻尼系数、上平台铰接点半径、上下平台近铰点分布角、初始位姿下的上下平台质心距离和上平台位姿角,计算得到以上结构参数特定变化范围下系统的六阶固有频率的变化情况,进而对各结构参数敏感性作出分析.本研究可为Stewart隔振平台的结构参数优化设计提供理论参考作用.

Stewart机构运动比较复杂仅仅通过数学模型的方法无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法对位置反解的数学模型进行了建模并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时6条液压缸杆长变化规律。