Stewart平臺動力學(xué)建模與仿真.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：V241.01國際圖書分類號：530工學(xué)碩士學(xué)位論文Stewart平臺動力學(xué)建模與仿真碩士研究生：劉煥民導(dǎo)師：王本利教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：飛行器設(shè)計所在單位：航天學(xué)院衛(wèi)星技術(shù)研究所答辯日期：2008年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要本文利用牛頓歐拉法建立了Stewart平臺動力學(xué)模型，所建立的動力學(xué)模型考慮了因擾動引起基臺運動的情況。該動力學(xué)模型經(jīng)過適當(dāng)變化能涵蓋Stewa

2、rt平臺主要應(yīng)用的兩個方面：運動平臺與振動隔離平臺。在建立了動力學(xué)模型后分別對該模型應(yīng)用于運動平臺和振動隔離平臺進(jìn)行了討論并分別進(jìn)行了仿真驗證。首先，利用牛頓歐拉法對基臺運動的Stewart平臺進(jìn)行動力學(xué)分析，得到了包含基臺運動的動力學(xué)模型，整理成機器人領(lǐng)域常用的緊湊形式。在MatlabSimulink環(huán)境下建立了Stewart平臺動力學(xué)仿真系統(tǒng)，首先對忽略基臺運動的情況進(jìn)行了仿真并與文獻(xiàn)對比，在考慮基臺運動的情況下進(jìn)行了仿真并與忽略基

3、臺運動的情況進(jìn)行對比，兩個仿真綜合驗證所建立動力學(xué)模型的正確性。其次，對動力學(xué)模型應(yīng)用在運動平臺上進(jìn)行了討論。把動力學(xué)模型適當(dāng)簡化后經(jīng)過分析得到了適用運動平臺的動力學(xué)模型。因為在建立動力學(xué)模型時應(yīng)用了假設(shè)0LsW?=，在此對該假設(shè)進(jìn)行了理論推導(dǎo)與仿真驗證，得出該假設(shè)對平臺動力學(xué)模型的影響可以忽略不計。采用計算力矩算法控制六自由度的Stewart平臺，最后對平臺跟蹤一條在任務(wù)空間給出的隨時間變化的連續(xù)軌跡進(jìn)行了仿真。同時對動力學(xué)模型應(yīng)用于

4、振動隔離平臺進(jìn)行了討論。通過改造支腿結(jié)構(gòu)，適當(dāng)變化前面的動力學(xué)模型得到了適合振動隔離平臺應(yīng)用的動力學(xué)模型。根據(jù)振動隔離平臺特點給出了線性化必須滿足的幾個條件，然后經(jīng)過分析并利用線性化條件將動力學(xué)模型線性化。由于得到的線性化動力學(xué)模型是耦合的，所以利用計算力矩控制算法將線性化后的動力學(xué)模型解耦。文中給出了對平臺隔振效果的仿真驗證。最后，考慮到大多數(shù)情況下振動隔離平臺干擾均為隨機干擾與正弦的混合的情況，對隨機干擾的情況進(jìn)行了討論，利用線性二