绳驱并联机器人动平台自平衡系统上搭载摄像机,可以看作是一种摄像机器人。世界杯、奥运会、亚运会以及冬奥会等赛事的实况直播大都采用了这种摄像机器人。本文主要以绳驱并联机器人动平台自平衡系统为研究对象,运用自抗扰控制和姿态信息融合算法进行相关研究;旨在将外界环境干扰引起的相机姿态变化进行隔离,确保工作中相机保持期望的姿态,从而使相机获取高分辨率图像。本文对动平台进行了运动学分析并建立了三轴动平台的数学模型;应用自抗扰控制和卡尔曼滤波算法开展动平台自平衡系统研究,其主要研究内容如下:首先,针对传统卷绳装置会产生绳索收放误差,设计了一种新型卷绳同步装置。该同步装置能够使绳驱机器人的出绳点或收绳点相对静止,提高控制精度。同时对动平台结构及其运动学进行了分析。其次,建立了电动机的数学模型并通过计算得到了动平台自平衡系统传递函数。根据传递函数进行PID控制器和自抗扰控制器综合,对动平台应用PID和自抗扰控制器的抗干扰性能进行仿真对比。仿真证明,采用自抗扰控制对动平台的晃动抑制效果明显,系统的晃动隔离度至少提高了0.3840°。然后,针对传感器因零点漂移、白噪声和积分误差等因素会影响其解算得到的姿态信息,运用卡尔曼滤波算法对传感器产生的姿态信号进行融合,以减少噪声对传感器分辨率的影响,以便获得更精确的姿态信息。最后搭建了绳驱并联机器人动平台自平衡系统试验样机;介绍了动平台自平衡控制系统的硬件结构;进行了控制板的设计以及给出了传感器的电路图。在实验样机上开展了试验研究,对自抗扰控制算法的有效性进行了验证。