油气资源的稳定供给与开采是保障国家发展的重要前提。沉积模拟实验作为研究沉积学的重要手段,是油气勘探开发的先导性基础研究。本文研究的地质沉积平台作为沉积学模拟研究的一种设备,是一种能够实时反映泥沙流运动和沉积规律的多自由度活动平台。本文主要从以下几个方面进行了研究:首先对地质沉积平台进行运动学与动力学分析。通过运动学分析,得到动平台的运动与丝杠运动的速度与位置关系,为丝杠的控制提供理论基础。通过牛顿-欧拉方程法与机构变形协调方程相结合,建立了4-PSPP并联机构的动力学模型,并通过Matlab与ADAMS软件仿真,验证了此动力学模型的正确性,也为后文的机构控制提供了理论基础。然后对地质沉积平台中的蜗轮丝杠传动进行传动误差分析。分析使用蜗轮丝杠驱动方法在驱动过程中,所产生的传动误差和空程误差,校核其是否满足技术要求。然后对蜗轮丝杠传动的低速爬行现象进行分析,得到其低速爬行的临界速度,并通过软件进行仿真,验证理论推导的正确性,为丝杠的速度控制提供理论依据。随后对地质沉积平台的结构进行尺寸优化。地质沉积平台作为研究地层升降运动的实验装置,对其进行结构优化有利于提高装置的可靠性。此平台的结构优化涉及强度、刚度、质量和第一阶固有频率等多个目标的相互制约,而这些目标又与多个几何参数相关。故选用代理模型来处理此优化问题。最后对地质沉积平台进行基于数字孪生的NX MCD虚拟调试。对地质沉积平台进行了控制系统方案设计与硬件型号的选取。根据数字孪生的五维结构模型,进行了虚拟模型的建模,确定了虚拟调试的结构框架。通过虚拟调试,发现了机械结构上的细节问题和程序中的错误,并进行了修正。经过修正后的虚拟调试,能够实现模拟地质造型的目标。