基于位姿優(yōu)化的六自由度運動平臺的運動學標定.pdf

1、隨著“神州”系列飛船的成功發(fā)射，空間交會對接的研究愈發(fā)具有重要價值，航天器的空間交會對接技術成為我國當前進行空間探索亟待解決的關鍵技術。為了確保交會對接的順利完成，需要在地面上進行大量的仿真實驗，而作為半物理仿真系統(tǒng)的核心部件，六自由度運動模擬器的精度是評價系統(tǒng)仿真質量的重要指標之一。為了使六自由度運動平臺能夠有效、準確地模擬對接飛行器之間的相對運動，對六自由度運動平臺的運動精度提出了較高的要求。因此，本課題從研究如何提高六自由度運動模

2、擬器位姿精度的相關技術問題入手，涉及到誤差建模、運動學標定及位姿優(yōu)化選擇等方面內容，從減小誤差、提高精度的角度對六自由度運動模擬器進行研究，對其今后相關技術的推廣應用將起到理論支持作用。本文以哈爾濱工業(yè)大學電液伺服仿真及試驗系統(tǒng)研究所研制的六自由度運動模擬器為結構模型，根據(jù)運動學方程以及并聯(lián)機構的環(huán)路特性，建立了六自由度運動模擬器的位姿誤差模型，并研究了六自由度運動模擬器的外部標定技術，提出基于運動學反解的外部標定方法，并完成了全部標定

3、計算工作。首先，以六自由度運動模擬器運動學反解模型為基礎，建立了標定模型，通過最小二乘算法和迭代算法求解六自由度運動模擬器的結構參數(shù)誤差。其次，基于以上誤差模型，通過Matlab對標定過程進行仿真，為提高六自由度運動模擬器的位姿精度提供了理論依據(jù)。由于測量位姿在運動學標定中具有重要意義，提出了基于遺傳算法的位姿選擇方案，并通過數(shù)值仿真進行驗證。最后，擬定了利用三坐標測量機的位姿測量實驗及基于反解誤差模型的運動學標定實驗。參數(shù)辨識的數(shù)值仿