基于混联机构的多自由度风洞动态试验平台运动学研究.pdf

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1、·电气技术与自动化·李士佩，等·基于混联机构的多自由度风洞动态试验平台运动学研究基于混联机构的多自由度风洞动态试验平台运动学研究李士佩，李鹭扬，牛瑞霞，蒋波(扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127)摘要：风洞实验平台要在动态模拟飞行实验的同时实现闭环实时控制，首先需要解决的是并联机构正反解问题，其次是并联部分与串联部分的耦合关系。在混联机构运动分析的基础上，可以进一步分析机构的动力学特性。在牛顿修正迭代法的基础上，利用Matlab数学工具，建立机构的正反解模型，并通过改变混联机构的位置参数，可以得到并联部分相应的位置正反解，并推出

2、并联与串联之间的配合关系的方程组，将并联部分和串联部分统一起来。关键词：风洞试验；混联机构；正反解；统一中图分类号：V211．74文献标志码：A文章编号：1671—5276(2013)01—0173—04Research011WindTunnelDynamicTestPlatformKinematics0fMIlltjpieDegreeofFreedomBasedonHybridInstitutionsLIShi—pei，LILu—yang，NIURui-xia，JIANGBo(CollegeofMechanicalEngineeri

3、ng，YangzhouUniversity，Yangzhou225127，China)Abstract：Toachievedosed-loopandreal-timeflightcontrolexperimentonthewind-drivendynamicsimulationexperimentalplatformatthesametime，firstly，itneedstosolvetheinverseproblemoftheparallelmechanism，andthentocoupletherelationshipbetwe

4、enparallelandseries．Basedontheanalysisofthemovementofthehybndinstitutions，thedynamicsoftheinstitutionisfurtheranalyzedandbasedontheNewtoniterativemethod，theMatlabofmathematicaltoolsisusedtobuildthepositivesolutionofthemodel，thenbychangingtheparallelinstitution'sstructur

5、eparameters，thesimpleSOutionoftheparalel'slocationoftheprosandconsisobfained，andtherelationshipofparallelandserialthecoordinationoftheequationsisofered，thenallofthesenesandparallelaremadetogether．Keywords：windtunneltests；parallelinstitutions；inversesolution；unity0引言1风洞实

6、验运动平台工作原理及坐标系的建立在风洞试验中，被测量的飞行器动态地任意改变其飞行姿态，这是飞行器风洞试验的一个非常重要的试验1．1运动原理项目。混联机构可以满足多自由度风洞动态实验的要求，其中混联机构的机构学与运动学主要集中在机构的运动风洞实验运动平台采用串并联混合的方式，实现实验模正反解问题、工作空间、奇异位行和灵巧度分析等方型质心在风洞固定点的五自由度的运动，其原理如图1所示。面一。风洞试验运动平台是风洞试验时重要的运动装置，该平台提供实验模型所需的位置和姿态。该平台性能的优劣对风洞试验数据的获得有着重要影响，因为不仅要求风洞流场

7、干扰小，不影响模型气动外形模拟，还要求结构简单、动态性能好、体积小、成本低和应用范围广等。本文描述了五自由度混联机构的工作原理，并运用数值分析法。对模拟实验平台并联部分位置正反解进行了分析。因为该机构的并联部分与串联部分相互影响，因此在得到位置正反解的基础上求得并联部分与串联部分相互关系非常关键，从而推出模拟平台的末端在风洞试验中的位姿。1一基座；2、5一转动关节；3一电动缸；4一运动平台；6一弯刀装置；7一尾支杆图1风洞实验运动平台基金项目：江苏省数字化制造技术重点建设实验室开放课题(HG—DML-05o4)作者简介：李士佩(198

8、5一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，主要研究方向为五自由度模拟运动平台的构型及控制研究。MachineBuildingAutomation，Ju．2013，41(J)：173～176·173··电气技术与自动化·李士佩，