并聯(lián)船載穩(wěn)定平臺(tái)的研究.pdf

1、艦船在海面上航行作業(yè)時(shí),由于受風(fēng)、浪、流、潮等惡劣環(huán)境的影響,會(huì)不可避免地產(chǎn)生橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩和垂蕩六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),這會(huì)導(dǎo)致某些重要艦載武器不能正常使用,穩(wěn)定平臺(tái)作為一種安放在運(yùn)動(dòng)載體上的設(shè)備,具有隔離運(yùn)動(dòng)載體擾動(dòng)的功能,而在航空航天、工業(yè)控制、軍用及商用船舶中得到廣泛應(yīng)用。
　　為了切實(shí)有效地減小船載雷達(dá)設(shè)備受船體運(yùn)動(dòng)的影響,本文從應(yīng)用創(chuàng)新的角度提出在船上建立一個(gè)具有波浪運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償功能的并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái),相對(duì)傳統(tǒng)兩軸

2、穩(wěn)定平臺(tái),并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)不僅具有承載能力高、剛度大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定、精度高、易實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)、反解容易等優(yōu)點(diǎn),還能夠同時(shí)補(bǔ)償船舶六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),使穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定性能得到更好的保證,提高雷達(dá)的跟蹤精度和艦船海上作戰(zhàn)的能力,同時(shí)也豐富了并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,該課題的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和研究?jī)r(jià)值。論文研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　第一,并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基于6-UPS型Stewart并聯(lián)平臺(tái)設(shè)計(jì)穩(wěn)定平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu),

3、確定上下平臺(tái)各鉸點(diǎn)的位置分布。
　　第二,并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,建立系統(tǒng)坐標(biāo)系,推導(dǎo)出穩(wěn)定平臺(tái)隔離船體搖蕩運(yùn)動(dòng)的條件,在Matlab中建立數(shù)學(xué)模型,得到各支腿的桿長(zhǎng)變化函數(shù)。
　　第三,并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真,完成運(yùn)動(dòng)學(xué)分析后,在Adams中建立并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)的虛擬樣機(jī)模型,將利用Matlab軟件求解出的并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)隔離船體搖蕩運(yùn)動(dòng)各支腿的桿長(zhǎng)變化規(guī)律導(dǎo)入Adams中進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了隔離條件的正確性。
　　第四,船舶

4、海浪運(yùn)動(dòng)及預(yù)報(bào)研究,建立船舶海浪運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,采用時(shí)間序列分析法對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行極短期預(yù)報(bào),建立最佳AR預(yù)報(bào)模型,為以后預(yù)報(bào)控制系統(tǒng)的研究奠定基礎(chǔ)。
　　第五,設(shè)計(jì)了并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析,計(jì)算液壓元件參數(shù),采用PID算法對(duì)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)的六個(gè)液壓缸進(jìn)行位置反饋閉環(huán)控制。
　　第六,并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)聯(lián)合仿真分析,利用Adams軟件建模穩(wěn)定平臺(tái)的機(jī)械-液壓子系統(tǒng)模型,Matlab建立PID控制子系統(tǒng)模型,以