Stewart平台结构设计

介绍了用倒置的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构设计的并联机床动平台的结构设计,实际应用证明,所设计的动平台既简便了加工,又能保证精度,并能满足并联机床最大工作空间的要求。     

基于ADAMS与MATLAB的Stewart次镜平台联合仿真

Stewart平台调整次镜位姿补偿像差,是提高空间相机成像质量的有效方法。为验证Stewart次镜平台机械及控制系统的可行性、正确性、提高设计效率,基于ADAMS与MATLAB接口技术,建立了Stewart平台机械与控制系统机电混合模型,进行了机电联合仿真研究。首先,对Stewart次镜平台进行了运动学理论分析,建立了运动学数学模型;然后,在ADAMS中建立了Stewart平台虚拟样机并进行运动学仿真,ADAMS中仿真结果与理论计算一致;再将ADAMS中Stewart平台动力学模型导出并嵌入MATLAB中,建立了机电联合系统模型;最后,以典型的阶跃和正弦位姿轨迹信号,对Stewart平台的位姿调整性能进行了仿真研究。仿真结果表明,Stewart次镜平台具有较高的稳态精度和较好的动态性能,仿真参数和数据为Stewart平台的研制提供了必要的设计依据。     

基于SPS型Stewart平台的两足步行器腿机构设计及仿真

在分析以往两足步行机器人结构的基础上,提出了采用并联结构作为步行器本体机构的设想．在对并联机构进行分析时,把图形学中的拓扑理论引入到空间并联机构这一特定领域中,并从理论上分析了步行器本体机构采用SPS型Stewart平台的可行性．最后通过仿真验证了步行器结构设计的合理性。     

基于动力学干扰力前馈的液压Stewart平台μ综合控制

针对液压Stewart平台存在的动力学耦合强干扰力及液压系统参数不确定性严重影响轨迹跟踪精度的问题,提出了一种基于动力学干扰力前馈的综合控制方案。基于Stewart平台关节空间的逆动力学模型,建立了驱动分支的频域控制模型和动力学干扰力模型,并根据结构不变性原理将动力学干扰力前馈补偿。为提高系统的鲁棒性以及对未建模干扰力的抑制能力,在闭环控制中采用μ综合鲁棒控制器。试验结果验证了该方案的有效性。     

Stewart平台嵌入式控制系统

介绍了嵌入式系统的组成、特点、开发软件平台和硬件平台，重点介绍了ARM嵌入式微处理器和μC/OS实时操作系统，最后以Stewart平台专用伺服控制器为例介绍了嵌入式系统在机电控制系统中的应用及实现方法．     

基于Stewart平台虚轴机床运动学研究

以Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构为基础,将６杆６自由度的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构演变成３杆３自由度的Ｓｔｅｗａｒｔ平台的简化形式,并将该机构与机床结构相结合建立了３杆３自由机结构模型。运用机构运动学与数学理论,建立了虚轴机床运动学方程分析了机构模型。运用机构运动学与数学理论,建立了虚轴机床动力学方程,分析了机构结构参数对机床作业空间的运动时关节摆角的变化规律进行了研究。为了从理论上进上步验证虚轴朵床作业空间     

BKX-I型并联机床动力学分析

应用子结构法建立了一种UPS型6自由度并联机床及其部件的有限元实体模型,并通过模态实验和有限元模态分析对有限元实体模型进行了验证.应用有限元法对机床模型进行了谐响应分析,获得了机床各节点沿机床虚拟x、y、z轴向的位移谐响应曲线.在此基础上,对该并联机床谐响应规律进行了分析,明确了该机床谐响应的特点和响应幅度的数量级,为该类机床的结构优化设计提供了理论依据.     

Stewart平台雅可比矩阵分析

通过Stewart平台的运动学分析,推导出雅可比矩阵公式,并通过仿真结果对其物理意义进行验证。     

BKX-Ⅰ型并联机床动力学分析

应用子结构法建立了一种UPS型6自由度并联机床及其部件的有限元实体模型,并通过模态实验和有限元模态分析对有限元实体模型进行了验证．应用有限元法对机床模型进行了谐响应分析,获得了机床各节点沿机床虚拟x、y、z轴向的位移谐响应曲线．在此基础上,对该并联机床谐响应规律进行了分析,明确了该机床谐响应的特点和响应幅度的数量级,为该类机床的结构优化设计提供了理论依据．     

仿生抗冲击Stewart隔振平台的动力学与控制

空间非合作目标柔顺抓捕过程中伴随有碰撞、强冲击等问题,因此必须设计具有高效隔振性能的隔振系统。设计了基于仿生抗冲击结构的Stewart隔振平台,通过隔振平台的仿生抗冲击特性实现抓捕过程中服务航天器的隔振保护。隔振平台的理论动力学建模以拉格朗日动力学方程为基础,借助ADAMS软件验证了理论建模的正确性。仿真对比发现,设计的隔振平台的被动隔振性能优于基于线性弹簧阻尼隔振器的Stewart隔振平台。进一步研究了隔振平台参数对隔振性能的影响。采用反馈线性化的控制方法对隔振平台进行主动隔振控制,克服了被动隔振的速度漂移问题。研究表明设计的新型隔振平台具有优良的隔振性能,为非合作目标柔顺抓捕中的隔振系统选择提供了有效参考。     

Stewanrt平台的运动奇异性与力奇异性研究

Stewart平台运动时,平台可能发生运动奇异性和力奇异性。通过对平台运动方程Jacobian矩阵和力平衡方程Jacobian矩阵的分析,给出了两Jacobian矩阵的元素、行列式和条件数之间的联系,并对比了两种奇异面方程。数学分析与实例说明,Stewart平台的运动学第三类奇异性与力的奇展示性同时发生。     

Backstepping adaptive control of hydraulic Stewart platform using dynamic surface

Hydraulic Stewart platform is characterized by nonlinearity for driving system in essence,severe load coupling among the legs,which bring a great difficulty for controller design and performance improvement.Afore controller research is either low in tracking performance and movement smoothness when it ignores the nonlinearity and dynamics coupling,or complex in algorithm and has the need of acceleration feedback or observer when the dynamics coupling and nonlinearity is included.To solve the dilemma,a new controller,backstepping adaptive control of hydraulic Stewart platform using dynamic surface is put forward based on the complete dynamics including the upper platform dynamics and hydraulic nonlinearity in driving system.Asymptotic stability of the whole system is proved by Lyapunov method.The proposed algorithm is simple by avoiding the use of acceleration.The simulation results indicate that the control algorithm performs better than the normal PID controller in control precision,dynamic response and depression of the cross coupling.     

柔性支撑下的Stewart平台速度控制

针对大射电望远镜中舱索系统与Stewart平台存在强动力耦合特点,研究了柔性支撑下的Stewart平台位姿跟踪问题．将两系统的动力学耦合视为对Stewart平台的未知外扰,通过利用高增益状态观测器,提出了柔性支撑下Stewart平台速度控制方法．数值仿真表明该方法有效地抑制了两系统间的动力耦合影响,提高了Stewart平台的扫描精度．     

大射电望远镜精调Stewart平台工作空间分析

针对大射电望远镜精调Stewart平台的五自由度运动特性,采用快速极坐标搜索法确定了五自由度大射电望远镜精调Stewart平台的工作空间. 通过实例分析验证了所提出的工作空间分析方法的有效性. 为大射电望远镜馈源轨迹跟踪实现和精调Stewart平台的设计奠定了坚实的基础.     

Stewart液压平台轨迹跟踪自适应滑模控制

Stewart液压平台是一个多输入多输出（MIMO）非线性系统,其耦合运动过程中存在参数不确定性与干扰影响其轨迹跟踪精度,针对此问题,考虑了系统参数的不确定性,利用Backstepping方法结合滑模控制与自适应控制的优点,推导得到系统的多级自适应滑模控制器,以增强系统运行过程中对运动与力的跟踪性能.利用AMESim与MATLAB的联合仿真方法进行验证,与传统基于各缸位置偏差的比例 积分 微分（PID）控制器相比,结果表明,该方法在系统参数不确定所引起的干扰下,能更有效地降低各缸的位置和力的跟踪误差,从而提高了运动平台末端的动态跟踪精度.     

巨型柔性Stewart平台极限工作位置的确定

针对大射电天文望远镜中馈源系统的柔索结构及其运动规律,提出了巨型柔性Stewart平台的概念,重点论述了柔性悬索虚牵的问题并给出了准则。在此基础上,提出了应用馈源舱的非线性静力平衡方程,确定巨型柔性Stewart平台工作位置及最大工作角度的算法。并应用该算法对大射电天文望远镜馈源系统极限工作位置的最大工作角度进行了分析。不但使该系统实现平稳控制成为可能,而且为高精度的大射电天文望远镜提供了必要的设计参数。     

大射电望远镜精调稳定平台奇异性分析

阐述了Stewart型平台奇异性的分类，利用位置向量关系推导了其Jacobian矩阵。在设计参数和运动速度给定的条件下，通过考察查Jacobian矩阵所形成的关于时间t的方程的解是否在所要求的工作空间内，来判断基于Stewart平台的大射电望远镜精调稳定平台是否会发生奇异；如果时间t小于完成整个工作空间所要求的时间，则修改设计参数，重复上述过程，直到在所选定的设计参数条件下，不会发生奇异为上。计算机仿真发现该方法既方便又可靠。     

一种实用的6-6 Stewart 平台的实时位置正解法

为提高Stewart平台位置正解的工程实用性，提出了附加传感器法和Newton-Raphson法相结合的6-6Stewart平台位置正解法。该方法应用附加传感器使平台的位置正解过程大大简化；由附加传感器方法产生的位置正解可以为Newton-Raphson迭代法提供较可靠的迭代初始值，可显著改善Newton-Raphson法的收敛性，并减少了迭代次数，提高了计算速度。仿真研究表明，与单纯的Newton-Raphson法相比，在相同的计算精度下，该方法具有更好的快速性、可靠性，具有一定的工程应用价值。