大射電望遠(yuǎn)鏡精調(diào)平臺運動學(xué)分析及鉸鏈誤差研究.pdf

1、作為大射電望遠(yuǎn)鏡的精調(diào)平臺，Stewart平臺決定了整個系統(tǒng)的指向精度，而指向精度直接影響的是大射電望遠(yuǎn)鏡的靈敏度，故Stewart平臺的運動精度在整個系統(tǒng)中所起的作用是舉足輕重的。由于鉸鏈制造誤差會直接影響到Stewart平臺末端的定位精度，而且這些誤差在加工制造過程中又是不可避免的，所以對這些誤差進(jìn)行分析及補(bǔ)償就顯得尤為重要。由于在誤差分析之前要先明確各鉸鏈的運動情況，故需先對Stewart平臺進(jìn)行運動學(xué)分析。
　　以Stew

2、art平臺其中一條支鏈為例，將虎克鉸看作兩個轉(zhuǎn)動副、驅(qū)動桿看成一移動副、球鉸看作三個轉(zhuǎn)動副，依次在虎克鉸、驅(qū)動桿以及球鉸上建立D-H坐標(biāo)系，求出相鄰D-H坐標(biāo)系間的D-H參數(shù)和位姿變換矩陣，從而得出各條支鏈的運動學(xué)方程，完成運動學(xué)模型的建立。
　　確定Stewart平臺位置正逆解算法，使下平臺沿指定的軌跡運動并將軌跡離散成若干個位姿點，利用MATLAB進(jìn)行逆解仿真分析，得出驅(qū)動桿桿長以及各關(guān)節(jié)運動變量的變化情況，仿真結(jié)果均符合實際

3、情況，從而驗證了逆解算法的正確性。再進(jìn)行位置正解仿真分析，將利用Newton-Raphson法計算得到的位姿參數(shù)與理論位姿參數(shù)做對比，分析得到了兩者之間的誤差分布情況，結(jié)果顯示正解的精度很高，而且迭代初值對正解的精度影響很小，由此驗證了正解算法的可行性。
　　考慮鉸鏈的偏移誤差和角度誤差，利用理想情況下的位姿變換矩陣得到實際的變換矩陣，完成誤差建模,確定誤差分析算法；給定偏移誤差和角度誤差以及下平臺理論位姿，即可求出下平臺的實際位

4、姿。分別在不同的情況下對下平臺進(jìn)行位姿誤差分析，得出結(jié)論：角度誤差對下平臺的位姿誤差影響很小，偏移誤差對下平臺位置誤差影響較大，而對下平臺姿態(tài)誤差影響較小。
　　基于精調(diào)Stewart平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提出一種誤差識別算法。誤差補(bǔ)償前，利用APIT3激光跟蹤儀測量Stewart平臺工作空間內(nèi)典型位姿點的位置和姿態(tài)，分析測量的實際位姿與理論位姿之間誤差的分布情況，利用最小二乘法計算出各條支鏈上的偏移誤差。偏移誤差無法直接進(jìn)行補(bǔ)償，故將