基于位姿優(yōu)化的六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定.pdf

1、隨著“神州”系列飛船的成功發(fā)射，空間交會(huì)對(duì)接的研究愈發(fā)具有重要價(jià)值，航天器的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)成為我國當(dāng)前進(jìn)行空間探索亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。為了確保交會(huì)對(duì)接的順利完成，需要在地面上進(jìn)行大量的仿真實(shí)驗(yàn)，而作為半物理仿真系統(tǒng)的核心部件，六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的精度是評(píng)價(jià)系統(tǒng)仿真質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。為了使六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠有效、準(zhǔn)確地模擬對(duì)接飛行器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)模

2、擬器位姿精度的相關(guān)技術(shù)問題入手，涉及到誤差建模、運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定及位姿優(yōu)化選擇等方面內(nèi)容，從減小誤差、提高精度的角度對(duì)六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器進(jìn)行研究，對(duì)其今后相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用將起到理論支持作用。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)電液伺服仿真及試驗(yàn)系統(tǒng)研究所研制的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器為結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及并聯(lián)機(jī)構(gòu)的環(huán)路特性，建立了六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的位姿誤差模型，并研究了六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的外部標(biāo)定技術(shù)，提出基于運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的外部標(biāo)定方法，并完成了全部標(biāo)定

3、計(jì)算工作。首先，以六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器運(yùn)動(dòng)學(xué)反解模型為基礎(chǔ)，建立了標(biāo)定模型，通過最小二乘算法和迭代算法求解六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差。其次，基于以上誤差模型，通過Matlab對(duì)標(biāo)定過程進(jìn)行仿真，為提高六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的位姿精度提供了理論依據(jù)。由于測量位姿在運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)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(jìn)行驗(yàn)證。最后，擬定了利用三坐標(biāo)測量機(jī)的位姿測量實(shí)驗(yàn)及基于反解誤差模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。參數(shù)辨識(shí)的數(shù)值仿