基于位姿優(yōu)化的六自由度運動平臺的運動學(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(shù)成為我國當(dāng)前進行空間探索亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。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(zhì)量的重要指標(biāo)之一。為了使六自由度運動平臺能夠有效、準(zhǔn)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(guān)技術(shù)問題入手，涉及到誤差建模、運動學(xué)標(biāo)定及位姿優(yōu)化選擇等方面內(nèi)容，從減小誤差、提高精度的角度對六自由度運動模擬器進行研究，對其今后相關(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系統(tǒng)研究所研制的六自由度運動模擬器為結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)運動學(xué)方程以及并聯(lián)機構(gòu)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(biāo)定技術(shù)，提出基于運動學(xué)反解的外部標(biāo)定方法，并完成了全部標(biāo)定

3、計算工作。首先，以六自由度運動模擬器運動學(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動模擬器的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差。其次，基于以上誤差模型，通過Matlab對標(biāo)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(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)值仿真進行驗證。最后，擬定了利用三坐標(biāo)測量機的位姿測量實驗及基于反解誤差模型的運動學(xué)標(biāo)定實驗。參數(shù)辨識的數(shù)值仿