随着激光跟瞄技术的不断发展,车载光电跟踪系统凭借着高精度以及高机动性的特点被广泛应用于军事领域。本课题研究的目的在于为测试该系统性能时,提供模拟载具车辆多自由度扰动的功能,即让六自由度摇摆台能够实现路谱复现的功能。本文的主要研究内容如下:首先,进行六自由度摇摆台的运动学分析与七自由度车辆模型的建立。通过建立动静坐标系以及坐标变换矩阵,推导六自由度摇摆台的运动学反解方程,并运用Simulink搭建运动学反解仿真模型,求解六个支腿电动缸长度随上平台位姿的变化情况;之后采用牛顿—泰勒展开法对六自由度摇摆台进行了运动学正解的分析,并通过Matlab绘制摇摆台工作空间的图像。最后建立七自由度车辆模型,为后续路谱复现打下基础。然后,基于频率特性分析对六自由度摇摆台进行结构参数优化,并搭建联合仿真环境。通过对六自由度摇摆台的频率特性进行分析,并结合机构质量矩阵和刚度矩阵推导其固有频率的解析表达式,之后利用分析结果对摇摆台进行基于频率特性的结构参数优化,优化对象为上铰点分布圆半径和上铰点短边距,优化目标为提高系统的工作频宽,然后搭建联合仿真环境,为后续摇摆台控制策略研究提供基础。之后,进行铰点空间控制策略的研究以及摇摆台的路谱复现功能的实现。通过建立三环伺服控制系统模型对电机进行控制,然后结合搭建好的联合仿真环境对带电机驱动的摇摆台进行控制研究和仿真分析;然后利用滤波白噪声法建立路面时域模型,并综合左右轮相干函数以及前后轮滞后函数建立四轮路面时域输入,同时通过七自由度车辆模型求解汽车质心多自由度位姿变化,将位姿变化作为输入施加到六自由度摇摆台上,实现路谱复现。最后,进行六自由度摇摆台的试验研究,首先通过陀螺仪与位移传感器测试六自由度摇摆台能达到的最大工作空间与最大工作频率,验证六自由度摇摆台结构设计与优化的合理性;然后通过输入不同幅值、相位、频率的正弦信号,获取上平台的响应数据,验证控制算法设计的合理性;最后,输入多自由度路谱,通过传感器获取响应曲线,验证多自由度路谱复现的效果。针对当前车载光电跟踪系统模拟测试时仅能进行固定频率正弦扰动或升降方向单自由度路谱扰动的缺陷,本文设计的摇摆台能够提供升降、横摇、纵摇多自由度的路谱复现功能,且在进行结构参数优化后六个自由度工作频率可达到5Hz,路谱复现的误差在8%以内。极大降低了车载光电跟踪系统进行实际载车测试的成本,并使车载光电跟踪系统测试结果更具参考价值。