高精度天線副面調(diào)整并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)雙重標(biāo)定研究.pdf

1、為了保證大口徑天線的性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求和天線副面能夠及時(shí)進(jìn)行局部調(diào)整并使其擬合的拋物面焦距在空間平滑曲線上運(yùn)動(dòng)，解決方案之一就是通過(guò)安裝六軸并聯(lián)機(jī)器人調(diào)整機(jī)構(gòu)（Stewart平臺(tái)）來(lái)實(shí)現(xiàn)天線副面在空間的運(yùn)動(dòng)，其關(guān)鍵技術(shù)之一就是天線副面的高精度定位、定姿技術(shù)。
　　本文針對(duì)精調(diào)Stewart平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差和球鉸間隙誤差辨識(shí)進(jìn)行了研究，旨在經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)雙重標(biāo)定后使天線副面精調(diào)Stewart平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高精度定位、定姿，并為多自由度并聯(lián)機(jī)器

2、人的精確建模以及高精度控制提供理論參考，本文所取得的主要研究成果為：
　　歸納了與Stewart平臺(tái)位姿相關(guān)的基本知識(shí)，包括整體平臺(tái)的自由度計(jì)算、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位姿的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解等；推導(dǎo)分析了球鉸間隙誤差對(duì)于Stewart平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行精度的影響，并建立了球鉸間隙簡(jiǎn)化模型；基于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位置正、逆解算法，針對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差和球鉸間隙誤差對(duì)平臺(tái)位姿運(yùn)行精度的影響進(jìn)行了仿真分析，分析主要模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿設(shè)定的三個(gè)坐標(biāo)軸直線運(yùn)動(dòng)和在初始位置繞三個(gè)

3、坐標(biāo)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分析結(jié)果表明較小的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差和球鉸間隙誤差可以對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行精度造成較大的影響。
　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位置逆解算法，構(gòu)建了Stewart平臺(tái)矢量鏈法雙重標(biāo)定模型；依據(jù)設(shè)定的結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論值和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行位姿誤差，基于標(biāo)定模型對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差和球鉸間隙誤差進(jìn)行了辨識(shí)；為了檢驗(yàn)球鉸間隙誤差對(duì)于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行精度的影響，區(qū)分考慮球鉸間隙和未考慮球鉸間隙兩種情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定后運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行位姿誤差進(jìn)行了仿真分析，分析同樣模

4、擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿設(shè)定的三個(gè)坐標(biāo)軸直線運(yùn)動(dòng)和在初始位置繞三個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果表明，考慮球鉸間隙比未考慮球鉸間隙時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行精度將會(huì)提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，由此證明了Stewart平臺(tái)矢量鏈法雙重標(biāo)定模型可以有效辨識(shí)出Stewart平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差和球鉸間隙誤差從而使運(yùn)動(dòng)精度有數(shù)量級(jí)的提高。
　　最后對(duì)課題樣機(jī)進(jìn)行了誤差標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。通過(guò)激光跟蹤儀獲取驅(qū)動(dòng)支腿伸縮量與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位姿的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)，利用Stewart平臺(tái)矢量鏈法雙重標(biāo)定模型