2-DOF球面并联指向机构的误差分析与补偿

发布时间：2023-05-19 02:24

　　随着我国航空业的发展,具有载重大,精度高等特点的指向机构越来越受到关注。球面并联机构具有载重大,可靠性好的特点。然而,精度问题一直制约着其在指向机构方面的应用。为此,本文以2-DOF球面并联指向机构样机为研究对象,分别从机构的误差建模,误差分析,误差参数辨识和误差补偿方面进行理论分析研究,最后通过实验对样机进行了误差标定和补偿。首先,对指向机构进行运动学分析,建立了考虑误差参数的位姿描述,得到了机构的运动学反解和运动学正解。通过微分法建立单支链误差模型,并通过环路增量法构建了球面并联指向机构的指向误差模型。其次,对并联指向机构的误差源进行分类分析。在静态误差分析中得到了各误差参数与实际误差源对应关系,依据误差模型得到了误差参数对末端指向精度的影响,并得到了各误差参数的灵敏度。在动态误差分析中,简化了含间隙转动副模型,并借助Adams软件分析了机构运动中间隙对末端指向精度的影响。然后,基于多重共线性检测设计了一种分组回归分析的方法,得到了辨识模型中相关系数向量及其对应误差参数的相关关系式;基于矩阵条件数设计了一种继承搜索方法对指向位形进行优选;基于最小二乘法和遗传算法进行了参数辨识仿真研...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 球面并联机构研究现状
        1.3.2 误差建模和误差分析方法的研究
        1.3.3 误差标定和参数辨识方法的研究
        1.3.4 误差补偿方法的研究
    1.4 课题研究的主要内容
第2章 球面并联指向机构运动学分析和误差建模
    2.1 引言
    2.2 2-DOF球面并联指向机构的结构分析
    2.3 球面并联指向机构的运动学分析
        2.3.1 考虑误差参数后支链位姿描述
        2.3.2 运动学反解
        2.3.3 运动学正解
    2.4 基于运动学参数的误差建模
        2.4.1 单支链的误差建模及验证
        2.4.2 球面并联指向机构的误差建模
    2.5 本章小结
第3章 误差分析
    3.1 引言
    3.2 球面并联指向机构的误差源分析
        3.2.1 静态误差源分析
        3.2.2 动态误差源分析
    3.3 静态误差的分析
        3.3.1 静态误差参数分析
        3.3.2 误差灵敏度分析
    3.4 含间隙转动副误差分析
        3.4.1 含间隙转动副的简化
        3.4.2 含间隙转动副误差仿真与分析
    3.5 本章小结
第4章 运动学误差参数辨识和误差补偿
    4.1 引言
    4.2 辨识模型的多重共线性分析
        4.2.1 多重共线性评价方法
        4.2.2 基于多重共线性检测的辨识模型回归分析
    4.3 标定用测量指向位形的优选
        4.3.1 基于条件数的位形优选方法
        4.3.2 测量指向位形的优选
    4.4 参数辨识方法研究
        4.4.1 基于最小二乘法的误差参数辨识
        4.4.2 基于遗传算法的误差参数辨识
        4.4.3 参数辨识数值仿真研究
    4.5 末端误差补偿方法研究
        4.5.1 基于运动学误差参数模型的补偿
        4.5.2 基于非运动学误差参数模型的补偿
    4.6 本章小结
第5章 指向机构的标定实验与补偿验证
    5.1 引言
    5.2 指向机构的零位粗标定实验
    5.3 指向机构的指向误差标定实验
        5.3.1 基于位置测量的指向误差测量方法
        5.3.2 误差标定实验设计
        5.3.3 数据处理
    5.4 误差补偿及验证
        5.4.1 基于参数误差模型的补偿及验证
        5.4.2 基于非参数误差模型的补偿及验证
    5.5 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



本文编号：3819471