基于凯恩方法的并联稳定平台动力学分析

发布时间：2024-09-17 16:36

　　并联稳定平台是一种能够补偿六个自由度运动的机构,可以通过控制驱动杆件长度的变化,来保持平台的稳定,实现隔绝基座的扰动。由于并联机构具有承载力强,误差不互相累加和能实现多个自由度补偿的优点,并联稳定平台被广泛的应用于车载设备、船舶设备稳定等领域。本文主要是研究并联稳定平台的动力学特性,完成的工作分为以下几点:(1)首先对并联稳定平台进行机构学分析,建立并联稳定平台的数学模型,然后推导出了平台运动学逆解。由于并联机构的运动学逆解具有唯一性,利用这一点可以对平台的工作空间进行分析,最后画出平台的可达空间图形,保证了并联稳定平台在仿真运动的时候不发生干涉。(2)利用前面求得的运动学结果,可以为动力学的研究提供依据。在本文中,利用凯恩方法进行动力学分析,凯恩方法优点在于避免了约束力的求解,便于计算机的编程计算。研究的动力学模型当中,平台和杆件的质量影响因素都被考虑在内,计算的结果可以为以后的控制研究提供理论依据(3)基于Matlab中的SimMechanics模块,对并联稳定平台进行三维实体建模,然后进行一系列的运动学和动力学仿真,将仿真的结果与前面的推导结果相比较,来验证本文对并联稳定平台数学建...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 国外研究现状
        1.1.2 国内研究现状
    1.2 并联稳定平台研究存在的困难
    1.3 本文研究的内容及创新点
        1.3.1 本文的主要内容
        1.3.2 本文的创新
第2章 基本理论
    2.1 模型的描述
    2.2 并联平台的定点转动空间描述方法
    2.3 并联平台的平动分析
    2.4 本章小结
第3章 并联稳定平台的运动学分析
    3.1 运动学分析概述
    3.2 坐标系的建立
    3.3 驱动杆与平台运动状态的关系
    3.4 稳定平台系统各构件运动分析
    3.5 铰接点及杆件的运动分析
        3.5.1 对中平台铰接点的运动分析
        3.5.2 对中平台与下平台之间杆件的运动分析
        3.5.3 对中平台与上平台之间杆件的运动分析
    3.6 并联平台的运动学数值仿真
        3.6.1 单自由度运动仿真
        3.6.2 二自由度运动仿真
        3.6.3 多自由度系统仿真
    3.7 工作空间分析
        3.7.1 影响并联机构工作空间的主要因素
        3.7.2 并联稳定平台工作空间的确定
    3.8 本章小结
第4章 并联稳定平台系统动力学研究
    4.1 上平台驱动力的求解
        4.1.1 上台体的广义主动力和惯性力
        4.1.2 上平台驱动力的求解
    4.2 中平台驱动力的求解
        4.2.1 中台体的广义主动力和惯性力
        4.2.2 杆件的广义主动力和惯性力
        4.2.3 中平台驱动力的求解
    4.3 并联稳定平台系统动力学数值仿真
        4.3.1 单自由度动力学仿真
        4.3.2 二自由度动力学仿真
        4.3.3 多自由度系统仿真
    4.4 本章小结
第5章 稳定并联平台的Matlab/Simulink仿真
    5.1 并联平台的简化
    5.2 SimMechanics框图的建立
        5.2.1 SimMechanics中常用的模块
        5.2.2 稳定并联平台的SimMechanics模型
    5.3 运动学仿真的验证
    5.4 动力学仿真的验证
        5.4.1 动力学仿真验证
        5.4.2 引用文献验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：4005733