六自由度船舶模拟平台是一种发展迅速、应用广泛的典型运动模拟平台。它可以模拟再现实体船舶在复杂海况下产生的横荡、纵荡、垂荡、横摇、纵摇、艏摇六个自由度的复合运动,目前已经广泛用于舰船设备仿真研究及海员培训,以减少实船海上实验次数及加强海上搜救人员的适应能力和业务素质。因此设计性能优良的六自由度船舶模拟平台显得十分重要。为了设计性能优异的六自由度船舶运动模拟平台,首先需要分析其运动学特性,然后运用优化算法求取最优结构参数。根据这个思路,本文主要研究了以下几点内容:第一,建立平台的结构模型,导出运动学数学模型,并求解唯一运动学正解。根据平台的实际结构,本文首先建立平台的结构模型;在考虑虎克铰的影响下,然后推导出完整的运动学数学模型;最后运用变搜索初值迭代法求解唯一真实运动学正解,这为后续研究平台基于运动学正解的控制策略打下基础。第二,分析平台产生奇异的两种情况,并进行检测寻优。应用螺旋理论分析找到平台产生奇异的两种情况,分别为运动学奇异和约束奇异;为了快速检测平台是否存在奇异位型,提出用非线性规划遗传算法对平台进行检测寻优;通过与相关实例进行对比,证明了提出的检测算法的有效性。第三,进行误差建模,对平台位姿进行仿真分析。考虑平台各误差的来源,分别用矢量微分法和D-H矩阵法对平台进行误差建模;基于D-H矩阵法推导平台最大位姿误差模型,在此基础上对具体实例进行仿真分析,研究上平台的平移量与旋转量对平台位姿最大误差的影响。第四,根据运动特性和精度对平台进行多目标参数优化。针对设计的平台需要满足运动特性和精度要求的问题,将雅克比矩阵条件数和最大位姿误差作为性能指标建立目标函数;然后用改进的自适应非支配排序遗传算法对平台进行参数优化,得到的最优参数在分配性和多样性上都优于传统的多目标遗传算法;最后用奇异检测算法进行检测,证明了提出的优化算法的有效性与可行性。通过研究平台的运动特性,优化设计后将得到性能优良的平台结构参数,为工程设计中六自由度船舶模拟平台的优化提供了可行性方法。