并联折叠式舰载稳定平台机构分析与控制理论研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目并联折叠式舰载稳定平台机构分析与控制理论研究作者姓名杨建涛学科专业机械电子工程指导教师赵铁石教授2015年5月中图分类号：TP242.3学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文并联折叠式舰载稳定平台机构分析与控制理论研究硕士研究生：杨建涛导师：赵铁石教授副导师：赵延治副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2014年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechan

2、icalandElectronicEngineeringMECHANISMANALYSISANDCONTROLTHEORYINVESTIGATIONONSHIP-BASEDSTABILIZINGPLATFORMWITHFOLDABLEPARALLELMECHANISMbyYangJiantaoSupervisor:ProfessorZhaoTieshiYanshanUniversityMay，2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《并联折叠式舰载稳定平台机构分析

3、与控制理论研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《并联折叠式舰载稳定平台机构分析与控制理论研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕

4、山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要受海洋环境影响，舰船在海上会产生多个自由度的周期运动。这些非期望运动严重影响船员的工作生活、设备的安全工作、武器发送精度、舰载机起降等。舰载稳定平台作为舰船的局部减摇

5、装置，可以隔离舰船运动，为人员、设备提供一个相对稳定的环境，被广泛应用于舰载装备中，对促进经济发展和维护国家安全都有重要意义。为克服目前串联转台难以实现多维稳定、承受重载的制约，本文开展并联式舰载稳定平台机构分析与控制理论研究，主要内容如下：(1)采用朗盖脱-赫金斯模型分析海浪特性，仿真海浪运动规律。应用牛顿-欧拉法分析舰船受力，运用Conolly理论分析舰船的横摇运动。基于AR(n)自回归模型建立舰船运动预测模型，并对该预测模型进行仿真分析；在以上分析的基础上，考虑实际应用需求，选用并联6-RUS

6、折叠式机构为舰载稳定平台机构构型。(2)运用旋量描述刚体的六维运动，结合加速度旋量的伴随变换，给出6-RUS舰载稳定平台惯性系与非惯性系运动旋量的变换关系；建立并联6-RUS舰载稳定平台的运动学模型，包括位置反解、位置正解、速度分析、加速度分析。(3)应用牛顿-欧拉线性-双线性公式的坐标不变性；在非惯性系下建立并联6-RUS舰载稳定平台的动力学模型；并分析模型中各项的物理意义。(4)在稳定平台工作空间内设计具有牵连惯性力和科氏惯性力前馈补偿的计算力矩控制器；应用自抗扰扩张状态观测器ESO估计系统的总

7、不确定性并实时补偿系统的扰动力矩，设计自抗扰计算力矩控制器。通过Adams和Matlab联合仿真对比分析应用这两种控制策略时系统的动态性能。(5)在稳定平台工作空间内设计具有牵连惯性力和科氏惯性力前馈补偿的线性滑模控制器；应用自抗扰扩张状态观测器ESO估计系统的总不确定性并实时补偿系统的扰动力矩，设计自抗扰滑模控制器。通过Adams和Matlab联合仿真对比分析应用这两种控制策略时系统的动态性能。关键词：舰载稳定平台；非惯性系动力学；并联机构；自抗扰控制；滑模控制-I-燕山大学工学硕士学位论文Abs

8、tractWiththeeffectoftheocean,shipshavemulti-DOF-periodicmotionwhichbadlyinfluencesthedailylifeandworkofsailors,equipmentsafety,accuracyofweaponlaunchingandtakingoffandlandingofcarrieraircrafts.Stabilizingofplatformasaship’spartialanti-r