并联四自由度舰载稳定平台特性及控制研究

发布时间：2021-11-15 00:23

　　舰船在海上航行时，由于受到天气和海浪影响，会引起横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡六个自由度的运动。这些运动直接影响在舰船上进行的各项活动。稳定平台用于隔离舰船的运动，保持载体的稳定，提高设备的适应能力，因此在舰载装备中得到了广泛的应用。现有的稳定平台大多是串联式稳定平台，无法满足高性能、高精度的大型重载装备的要求。本文将折叠式并联稳定平台作为舰载稳定平台，并深入分析并联机构的特性、运动学动力学和稳定控制等方面。首先，根据舰船所受扰动影响的主次，选择一种2-RRS/2-RUS折叠式四自由度并联机构用于稳定平台，可以隔离横摇、纵摇、横荡和垂荡四个自由度扰动。基于螺旋理论方法分析该机构的自由度、输入合理性、正反解和工作空间。其次，结合并联机构学理论与螺旋理论，采用影响系数法对稳定平台机构进行运动学和动力学分析，给出了平台输出速度加速度同驱动输入的关系以及相应的力矩输入关系。通过ADAMS仿真软件验证运动学和动力学求解的正确性。并在动力学求解的基础上采用基于计算力矩控制算法实现ADAMS和Simulink的联合仿真，验证动力学的控制的有效性。最后，经分析确定舰载稳定平台系统的软硬件总体方案，... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 稳定平台国内外研究现状
    1.3 四自由度并联机构研究现状
        1.3.1 并联机构概述
        1.3.2 四自由度并联机构概述
    1.4 控制策略研究现状
    1.5 本文的主要研究内容和章节安排
第2章 舰载稳定平台设计及特性分析
    2.1 引言
    2.2 稳定平台概述
    2.3 稳定平台特性分析
        2.3.1 稳定平台自由度计算
        2.3.2 稳定平台输入选择
        2.3.3 稳定平台正反解求解
        2.3.4 稳定平台工作空间
    2.4 本章小结
第3章 舰载稳定平台动力学分析
    3.1 引言
    3.2 稳定平台运动学分析
        3.2.1 稳定平台速度分析
        3.2.2 稳定平台加速度分析
    3.3 稳定平台动力学分析
        3.3.1 稳定平台动平台受力分析
        3.3.2 稳定平台分支连杆受力分析
        3.3.3 建立稳定平台动力学方程
        3.3.4 稳定平台动力学计算实例
    3.4 本章小结
第4章 舰载稳定平台计算力矩控制的联合仿真
    4.1 引言
    4.2 稳定平台 ADAMS 模型
        4.2.1 稳定平台 ADAMS 模型验证
        4.2.2 稳定平台 ADAMS 联合仿真步骤
    4.3 计算力矩控制算法原理
    4.4 基于计算力矩控制联合仿真
    4.5 本章小结
第5章 舰载稳定平台系统软硬件结构设计
    5.1 引言
    5.2 稳定平台系统硬件总体方案
        5.2.1 稳定平台系统的逻辑结构
        5.2.2 控制系统硬件结构
    5.3 控制系统软件总体方案
        5.3.1 控制系统编程环境
        5.3.2 控制系统软件结构
    5.4 前馈 PID 控制策略介绍
        5.4.1 前馈 PID 控制算法
        5.4.2 海浪运动规律
        5.4.3 基于前馈 PID 算法的跟踪仿真
    5.5 本章小结
第6章 舰载稳定平台实验研究
    6.1 引言
    6.2 稳定平台运动模拟实验
        6.2.1 单自由度正弦曲线模拟
        6.2.2 海浪运动规律曲线模拟
    6.3 稳定平台跟踪实验
        6.3.1 速度模式跟踪
        6.3.2 位置模式跟踪
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3495648