大射電望遠(yuǎn)鏡精調(diào)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)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(tái)，Stewart平臺(tái)決定了整個(gè)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(tái)的運(yùn)動(dòng)精度在整個(gè)系統(tǒng)中所起的作用是舉足輕重的。由于鉸鏈制造誤差會(huì)直接影響到Stewart平臺(tái)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(duì)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(yùn)動(dòng)情況，故需先對(duì)Stewart平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。
　　以Stew

2、art平臺(tái)其中一條支鏈為例，將虎克鉸看作兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)桿看成一移動(dòng)副、球鉸看作三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，依次在虎克鉸、驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)方程，完成運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立。
　　確定Stewart平臺(tái)位置正逆解算法，使下平臺(tái)沿指定的軌跡運(yùn)動(dòng)并將軌跡離散成若干個(gè)位姿點(diǎn)，利用MATLAB進(jìn)行逆解仿真分析，得出驅(qū)動(dòng)桿桿長(zhǎng)以及各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)變量的變化情況，仿真結(jié)果均符合實(shí)際

3、情況，從而驗(yàn)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(jì)算得到的位姿參數(shù)與理論位姿參數(shù)做對(duì)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(duì)正解的精度影響很小，由此驗(yàn)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(shí)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(tái)理論位姿，即可求出下平臺(tái)的實(shí)際位

4、姿。分別在不同的情況下對(duì)下平臺(tái)進(jìn)行位姿誤差分析，得出結(jié)論：角度誤差對(duì)下平臺(tái)的位姿誤差影響很小，偏移誤差對(duì)下平臺(tái)位置誤差影響較大，而對(duì)下平臺(tái)姿態(tài)誤差影響較小。
　　基于精調(diào)Stewart平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提出一種誤差識(shí)別算法。誤差補(bǔ)償前，利用APIT3激光跟蹤儀測(cè)量Stewart平臺(tái)工作空間內(nèi)典型位姿點(diǎn)的位置和姿態(tài)，分析測(cè)量的實(shí)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(jì)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