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《重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號:U666.12+1學(xué)校代碼:10216UDC:621密級:公開工學(xué)博士學(xué)位論文重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究博士研究生:苑飛虎導(dǎo)師:趙鐵石教授申請學(xué)位:工學(xué)博士學(xué)科專業(yè):機(jī)械電子工程所在單位:機(jī)械工程學(xué)院答辯日期:2015年5月授予學(xué)位單位:燕山大學(xué)-I-ADissertationinMechanicalandElectronicEngineeringTYPESYNTHESISANDTRAJECTORYPLANNINGINVESTIGATIONONHEAVY-LOADPARALLELSTABILIZINGP
2、LATFORMbyYuanFeihuSupervisor:ProfessorZhaoTieshiYanshanUniversityMay,2015-II-燕山大學(xué)博士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的博士學(xué)位論文《重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究》,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在燕山大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽字:日期:年月日燕山大學(xué)博
3、士學(xué)位論文使用授權(quán)書《重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究》系本人在燕山大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸燕山大學(xué)所有,本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解燕山大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)燕山大學(xué),可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文,可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。保密□,在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□。(請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名:日期:年月日導(dǎo)師簽名:
4、日期:年月日-III-燕山大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文摘要火箭在海洋運(yùn)輸過程中,受到海浪擾動的影響,會產(chǎn)生較大的傾斜和振動。穩(wěn)定平臺可以隔離船體搖蕩對箭體的作用,保證箭體及箭載設(shè)備的運(yùn)輸安全。本文針對現(xiàn)有穩(wěn)定平臺產(chǎn)品載荷小,難以用于火箭運(yùn)輸?shù)膯栴}開展研究,主要內(nèi)容如下:對并聯(lián)機(jī)構(gòu)的力傳遞性和承載能力進(jìn)行了分析。給出并聯(lián)機(jī)構(gòu)力傳遞性的概念,定義了力傳遞性評價(jià)指標(biāo),提出一種計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化模型所能承受最大外力極值的方法。根據(jù)運(yùn)動形式的不同,將并聯(lián)機(jī)構(gòu)的承載能力分為靜態(tài)承載能力和動態(tài)承載能力,并給出計(jì)算方法。力傳遞性和承載能力相結(jié)合,可為重載并聯(lián)
5、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和評價(jià)提供指導(dǎo)。對適用于重載的并聯(lián)機(jī)構(gòu)多輸入驅(qū)動方式進(jìn)行了研究。首先根據(jù)冗余驅(qū)動力性質(zhì)和對動平臺作用效果的不同,提出兩種冗余驅(qū)動的分類方法?;诓煌愋偷娜哂囹?qū)動,綜合出動平臺靜載平衡伴隨冗余驅(qū)動、關(guān)節(jié)靜載平衡伴隨冗余驅(qū)動、重力平衡主動冗余驅(qū)動三種適用于重載的冗余驅(qū)動方式。提出一種多輸入非冗余驅(qū)動方式,綜合出多輸入非冗余驅(qū)動單元和驅(qū)動分支。以上述驅(qū)動方式為基礎(chǔ)構(gòu)造了六種并聯(lián)機(jī)構(gòu),對于其中分支自由度大于6的3(2UPS-R)/PU機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析?;谛坷碚撻_展非慣性系下并聯(lián)機(jī)構(gòu)躍度的研究。定義了剛體的空間躍度、物
6、體躍度和耦合物體躍度,并證明空間躍度和耦合物體躍度是旋量,而物體躍度不是旋量。推導(dǎo)出多剛體系統(tǒng)的躍度伴隨變換和伴隨映射表達(dá)式,得到了穩(wěn)定平臺系統(tǒng)各剛體間的躍度變換關(guān)系。建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)躍度映射模型,得到表征這種映射的三階影響系數(shù)矩陣。結(jié)合穩(wěn)定平臺系統(tǒng)剛體之間躍度變換和并聯(lián)機(jī)構(gòu)躍度映射,得到了非慣性系下并聯(lián)機(jī)構(gòu)的躍度映射模型。根據(jù)剛體角速度與歐拉角時(shí)間導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,建立了剛體角躍度與歐拉角三階時(shí)間導(dǎo)數(shù)的映射。研究了非慣性系下穩(wěn)定平臺的軌跡規(guī)劃方法。利用準(zhǔn)均勻分布B樣條曲線的特點(diǎn),建立了動平臺運(yùn)動參數(shù)的線性約束,以動平臺躍度與穩(wěn)定平臺
7、主動關(guān)節(jié)躍度的加權(quán)平方和最小為目標(biāo)求解樣條曲線的控制頂點(diǎn),進(jìn)而得到運(yùn)輸過程中動平臺相對慣性系的運(yùn)動規(guī)律。介紹了穩(wěn)定平臺地面試驗(yàn)系統(tǒng)的電氣和軟件控制系統(tǒng)。參與研制了地面試驗(yàn)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上開展實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了增加配重可以有效的提高機(jī)構(gòu)的承載能力。將穩(wěn)定平臺動平臺在慣性系中的等效運(yùn)動在地面試驗(yàn)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn),驗(yàn)證了所得運(yùn)動軌跡的可行性。-IV-摘要關(guān)鍵詞:并聯(lián)穩(wěn)定平臺;重載;力傳遞性;多輸入;非慣性系;躍度映射;軌跡規(guī)劃-V-燕山大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文AbstractUndertheinfluenceofthewavedisturban
8、ce,therocketcouldproducelargerslopeandvibrationduringtheoceantransportation.Stabilizedplatformcanisolatetheinfluenceofthehulloscillationon