六自由度天平检定调整装置复位系统研究

摘要

随着测量技术的不断发展，对风洞天平测力精度的要求也越来越高。风洞天平校准设备是空气动力学测力试验中必不可少的设备，检定调整装置是风洞天平校准设备的重要组成部分，其复位精度直接影响到最终的风洞天平测力精度。因此，本文针对一种以6-UPS型Stewart平台作为复位调整机构的风洞天平检定调整装置，对其复位系统开展了相关研究，旨在通过理论研究提高风洞天平检定调整装置的复位精度。具体研究内容如下：
　　以机器人数学为基础，根据6-UPS型Stewart并联机构定平台与动平台的结构特点，对其位置正解、位置逆解、速度逆解和加速度逆解的基本方法进行研究。由于风洞天平在加载过程中的变形量不可预知，提出了“简单计算，多次调整”的基本思想及基本框架，以空间几何学为基础，对其一次调整的复位算法进行详尽分析，为六自由度天平检定调整装置复位提供了算法依据。
　　机构在复位调整过程中，不同的复位轨迹产生不同的天平变形量，而天平变形量直接影响到最终的复位精度。因此在关节坐标空间中分别对三次多项式插值法和五次多项式插值法展开研究优化整合，最后针对本课题选择最优的3-5-3轨迹插值法。
　　针对本课题所选6-UPS型Stewart复位平台，采用“简单计算，多次调整”复位策略，选择关节空间轨迹规划，利用 ADAMS的运动仿真功能分别对三次多项式插值法、五次多项式插值法和3-5-3插值法的复位精度进行数值仿真验证。最后得出“简化计算、多次调整”的方法用于风洞天平检定调整装置的复位控制是可行的，能够满足所需复位精度要求，选择合适的轨迹规划算法对复位精度有一定的提高。

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第一章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2天平校准设备国内外现状及发展趋势

1.3 Stewart并联机构简介

1.4 本文研究内容

第二章 复位平台运动学建模

2.1 引言

2.2 机器人数学理论基础

2.3 Stewart复位平台位置逆解建模

2.4 Stewart复位平台位置正解建模

2.5 Stewart复位平台运动分析

2.6 本章小结

第三章 复位策略及复位算法

3.1 引言

3.2 复位策略

3.3 复位算法研究

3.4 本章小结

第四章 复位轨迹规划

4.1 引言

4.2 轨迹规划方法分类

4.3轨迹规划方法研究

4.4 轨迹规划算法优化

4.5 本章小结

第五章 复位精度分析

5.1 引言

5.2仿真基本方法和流程

5.3复位算法的计算机仿真验证

5.4本章小节

第六章 全文总结

6.1 本文的主要贡献

6.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献