【摘 要】
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SKA首台天线样机SKA-P副反射面调整系统采用15条SPS分支并联组成的冗余驱动并联机构,每条SPS分支采用手动驱动模式。本文在现有SKA天线样机副反射面调整系统15-SPS并联机构基础上,优选出6条分支作为被动驱动分支,并筛选部分分支作为主动驱动分支,设计出一种结构简单、位姿调整方便的少主动驱动并联调整机构。本文研究内容主要包含以下几个方面:阐述三种主动/被动混合驱动六自由度并联机构7-SPS
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SKA首台天线样机SKA-P副反射面调整系统采用15条SPS分支并联组成的冗余驱动并联机构,每条SPS分支采用手动驱动模式。本文在现有SKA天线样机副反射面调整系统15-SPS并联机构基础上,优选出6条分支作为被动驱动分支,并筛选部分分支作为主动驱动分支,设计出一种结构简单、位姿调整方便的少主动驱动并联调整机构。本文研究内容主要包含以下几个方面:阐述三种主动/被动混合驱动六自由度并联机构7-SPS、8-SPS和9-SPS分步完成六自由度输出的运动原理及控制方法。使用牛顿迭代法计算6-SPS机构位置正解,分析单主动驱动六自由度并联机构7-SPS的运动学正逆解求解方法,建立该机构实现六自由度输出的运动算法。并在ADAMS中建立单主动驱动7-SPS机构仿真模型,仿真验证少主动驱动运动原理的可行性。分析单主动驱动7-SPS并联机构在调姿过程中各位姿下的分支受力情况,建立机构静力学方程。以分步驱动时机构的驱动力、驱动行程等参数最优为目标,在SKA天线副反射面调整机构15-SPS分支中选取1条主动分支及6条被动分支。同时以分支受力、工作空间、驱动行程为优化目标建立分支调整顺序与步长优化程序。在SKA-P天线副反射面调整系统基础上,设计一台7-SPS机构小型缩比样机,设计研究被动驱动分支锁定结构及相关控制方法,并结合机构运动原理与样机实际结构编写自动控制算法。根据SKA天线位姿调整需求,进行机构位姿调整过程实验研究,分析主动分支驱动被动分支时存在的误差,建立基于主动驱动分支位移补偿的误差控制算法,并结合位置反馈实时调整主动驱动分支的输入,提高调姿精度。
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