随着“中国制造2025”规划的不断推进,机器人产业对并联机器人的需求不断向高速度、高精度、智能化等方向发展,少自由度并联机器人以结构紧凑、经济便宜、控制相对简单而得到广泛应用。本文以3自由度2RPS-PSP并联机器人为研究对象,建立了机器人动力学模型和刚柔耦合模型,对其运动性能、结构参数进行了分析和多目标优化,并对其动平台位姿的跟踪控制进行了仿真分析。本文主要研究内容:建立2RPS-PSP并联机器人动力学模型。针对并联机构动力学模型复杂性以及其正向动力学模型较难建立等问题,基于Udwadia-Kalaba理论和Lagrange方法建立了2RPS-PSP并联机器人的动力学模型。利用机械系统动力学仿真软件Adams和数值计算软件MATLAB对其动力学模型进行仿真分析和数值计算来验证模型。对2RPS-PSP并联机器人进行刚柔耦合动力学仿真分析。基于有限元理论,采用实际工程应用的前处理网格划分软件HyperMesh对机器人三条支链进行精细化网格划分,再运用命令流的方式在ANSYS软件中生成了模态中性文件。通过在ANSYS和Adams/Flex求解模态中性文件的模态频率,校核了该文件数据传递的准确性。在Adams软件中将2RPS-PSP并联机器人多刚体模型的支链转换为柔性体,建立刚柔耦合动力学模型,并进行仿真分析。为提高2RPS-PSP并联机器人运动性能,对其进行多目标结构优化。基于螺旋理论,结合雅克比矩阵建立了并联机器人的全域运动灵巧性指标、全域机构约束力指标及全域运动/力指标,来评价机器人的运动学、动力学和静力学性能。基于所建立的运动学、动力学和静力学性能评价指标构建该机器人多目标结构优化模型,采用改进多目标粒子群算法对优化模型进行求解。联合Adams和MATLAB/Simulink软件搭建PD控制模型实现对2RPS-PSP并联机器人动平台的位姿跟踪控制。根据优化结果修改机器人模型,通过在Adams平台中设置控制输入与输出,在MATLAB/Simulink中搭建了基于PD控制器的联合仿真模型,仿真结果表明,搭建的联合仿真模型合理准确,该机器人运动学性能良好。