FAST工程馈源舱结构设计

针对FAST工程馈源舱由六根钢索悬吊于空中,在百米尺度大工作空间内运动的特点,设计了可以安装多频段的馈源接收机并且满足轻型化、高屏蔽效能、高可靠性等要求的馈源舱,馈源舱内安装有AB轴机构、Stewart平台等精确调整机构,通过舱内的二级精调机构将馈源定位于瞬时焦点,并通过对馈源舱的力学仿真分析,确定馈源舱的整体的刚度值及变形量,为后续优化设计提供理论依据。     

Stewart平台铰链间隙的精度分析

为提高 Stewart平台的运动精度 ,解决铰链间隙误差的影响问题 ,将 Stewart平台的各条支链作为假想的单开链 ,利用串联机器人运动学中的 D- H(Denavit- Hartenberg)方法 ,结合从运动学方程微分得到的结论 ,推导出终端运动误差和铰链间隙误差间的映射关系。并且以一台基于 Stew-art平台的并联机床为模型 ,利用仿真计算 ,分析了工作空间内间隙误差对终端运动精度的影响规律 ,为并联机床的误差补偿提供了理论基础     

Stewart并行机构六自由度的转换

提出了在求解六自由度Ｓｔｅｗａｒｔ并行机构封闭运动学位姿正解过程中,正确地利用反正切,将上平台上三铰接点坐标转化为该机构的六自由度的方法。并给出对Ｘ－型并行机构仿真的结果。     

Stewart并行机构位姿误差分析

在获得６－６ＳＰＳ六自由度Ｓｔｅｗａｒｔ并行机构封闭运动学位姿正解精确解析的基础上,提出了六自由度并行机构位姿误差的一种分析方法。针对一种Ｘ－型Ｓｔｅｗａｒｔ并行机构,进行了必要的数字模拟位姿误差分析。     

Stewart并行机构六自由度的转换

提出了在求解六自由度Ｓｔｅｗ ａｒｔ并行机构封闭运动学位姿正解过程中,正确地利用反正切,将上平台上三铰接点坐标转化为该机构的六个自由度的方法．并给出对Ｘ型并行机构仿真的结果．     

基于改进BAS-BPNN的Stewart平台位姿正解

针对目前Stewart平台位姿正解难以兼顾高精度和实时性的问题,设计出满足平台精度要求且运算时间尽量少的正解方法是研究并联平台运动学的关键。首先建立平台运动学反解模型求得BP神经网络（BPNN）的训练集,然后调整步长策略和引入惯性权重改进天牛须搜索算法（improved BAS,IBAS）,提升算法性能,通过改进后的算法优化BP神经网络的初始权阈值,反复学习训练至最小误差,最后选取一段位姿变化进行仿真验证。仿真结果表明,IBAS-BPNN正解法在选取的100组位姿点中的最大位姿误差小于0.6%,运算时间为31.9 s,通过与遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)和天牛须搜索算法(BAS)优化的BP神经网络模型进行对比分析,验证了IBAS-BPNN模型在精度和运算速度方面具有优越性。算法模型有效提升了Stewart平台位姿正解的精度和实时性,为平台的运动学和控制提供了理论和方法参考。     

Stewart机构在刚体6维测量中的精度

为得到500米口径大型射电望远镜(FAST)馈源精调实验平台的位置姿态实现反馈控制,提出利用Stewart机构,通过测量其6条支链的长度,运用Stewart机构的运动学正解求得刚体6维的位姿信息的测量刚体位姿的方法.利用Stewart机构的Jacobin矩阵条件数分析传感器精度到刚体测量精度的影响.通过实验验证了精度分析的结果,即Stewart平台的Jacobin矩阵条件数增大将使测量精度降低,因此将Stewart平台Jacobin矩阵条件数做为衡量机构测量精度的指标是合理的.这种测量方法对同类6维测量方式的设计和应用具有指导意义.     

Stewart机器人的位姿误差分析

本文提出了一种分析Ｓｔｅｗａｒｔ机器人位姿误差的方法，即将各个关节引入的误差以及伺服定位误差对位姿误差的影响，都归算为杆件长度误差引起的位姿误差，并给出了按杆件长度误差计算位姿误差的关系式。     

柔性支撑Stewart平台动力学与控制仿真

大射电望远镜项目中,需用安装在由柔性索支撑的移动小车上的Stewart平台作为馈源稳定装置,而Stewart平台的运动平台和固定平台是动力学耦合的。该文采用多体系统动力学方法建立了柔性支撑的Stewart平台的数学模型,提出了基于预测平台位置的PD控制律。通过数值仿真对采用Stewart平台作为二次精调稳定平台降低馈源振动的有效性进行了研究。在此基础上,得出Stewart平行机构作为控制系统的可行性结论,同时为机构的正常运行提出了设计参数要求。     

Effective envelope method for Stewart platform workspace

The workspace of Stewart platform is the intersection of 6 son workspaces of 6 loop chains, so it is important to determine the boundary of the son workspace when locating the boundary of the son workspace. An effectivc envelope method is proposed in this paper. Firstly the envelope theory of a family of singular parameter curve surfaces is used to find the envelope surfaces of the son workspace. Then the numerical method is applied to determine the effective envelope surface. And after that the full boundary of the son workspace, which is the envelope of the effective envelope surfaces, is determined. Finally the workspace can be obtained with a section plane method.     

FAST密云模型馈源支撑控制系统的仿真研究

针对500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)1∶15密云缩尺模型馈源支撑系统进行仿真建模。分析密云模型馈源支撑控制系统的结构组成和控制方式,并在MATLAB、Simulink环境中建立仿真模型。仿真模型主要包括三个模块:弹簧阻尼器模块、A—B转台和Stewart平台,这些平台通过PID控制器进行控制。密云模型和仿真模型运行同一个天文轨迹,通过分析运行结果显示仿真模型控制性能与密云实际模型相似并且满足望远镜的指向精度要求。     

平面广义Stewart平台位置正解求解策略及仿真

与六自由度并联机构相比,三自由度并联机构结构简单、易于控制、制造成本低,发展前景广阔。并联机构位置正解研究可为机构的设计提供必要的依据,然而到目前为止,Stewart平台位置正解的求解问题还未彻底解决。采用基于图论的自由度分析法和基于吴消元法的符号计算方法,研究了平面广义Stewart平台的位置正解求解策略。先将平面广义Stewart平台的位置正解问题转化为约束图,再对约束图进行完整约束完备化,生成构造序列,降低同时求解的方程组规模,并用吴消元法求得方程组对应的闭形解。最后对平面广义Stewart平台位置正解进行了基于MapleSim软件的仿真,用实例验证了方法的有效性。     

浮筒式水下目标轨迹测量标校系统精度研究

为了对水声定位测量系统进行海上校准,设计了以浮筒作为平台的水下目标轨迹测量标校系统,利用高精度DGPS和方位姿态仪解算出水下基准坐标并给出运动轨迹.具体研究了影响标校系统定位精度的相关因素,并给出系统的组合定位精度.对标校系统进行了陆上验证性试验,试验结果表明,标校系统的定位误差不超过50 cm,可对水声定位测量系统进行高精度的海上标校.     

高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 .     

一种便携式的无人机航测非量测相机标定方法

相机标定是确定相机几何和光学参数的过程,相机经过标定后能更准确地获取二维目标点坐标对应的空间三维信息。针对无人机航空非量测相机便捷、精确的标定需要,采用了一种基于红绿编码板的自检校光束法平差标定方法。该方法通过自动提取和识别编码标志、建立同名点对,利用同名点对进行相对定向测定初始参数,然后考虑相机内参数和镜头畸变等因素,采用严格的自检校光束法平差模型解算出精确的相机参数。通过对NEX5N相机拍摄的45张相片作为实验数据解算该相机内部参数,实验结果表明,由于标定板便于携带,标定场布设简单,该方法对实验场地要求低,并简单易行,且标定的速度快、精度高,基本可以满足无人机非量测相机"随时随地"即时标定的需求。     

高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

近场麦克风阵列幅相误差校正技术

针对近场均匀麦克风线阵,提出了一种利用单个校正源对存在阵元幅度和相位误差的阵列模型进行校正的方法,该方法要求在已知校正源和各个阵元位置的前提下对阵列幅相误差进行估计,从而得出了阵列误差校正矩阵.对实际麦克风阵列校正的结果表明,该方法简单快速,计算量小,且具有较高的估计精度.