学校代码： 10151 论文成绩： 学生学号：2220063653 大大连连海海事事大大 学学毕毕 业业 论论 文文二二一一年年 六月六月并联机器人控制系统设计与实验研究专业班级：机械设计制造及其自动化姓 名：黄鑫 指导教师：关广丰 交通与物流工程学院中文摘要内容摘要本论文主要研究六自由度平台的位置反解，通过仿真实验和在 xPC 环境下的实时控制实验来验证算法的可行性。首先，采用矩阵分析方法，推出了体坐标系与静坐标系之间的变换矩阵及其液压缸上下铰支点的坐标向量矩阵，由此确立了转台液压缸长度变换与上台面位置的关系，从而解决了六自由度转台机构的位置反解。其次，通过 MATLAB /Simulink 将方程搭建出来进行系统仿真。运用 Simulink 中的模块将位置反解方程搭建出来，通过计算机模拟仿真，由用户给定的位姿求解出缸长变换。并且通过仿真初步验证反解方程的正确性。同时考虑到一定得实际情况，为使信号平稳的输入，使平台平稳的升到中位，加入渐缩渐放模块，以达到预期的效果。最后，运用 MATLAB/xPC 进行实时控制。以 Simulink 搭建出来的模型为基础，生成能够进行实时控制的目标应用程序。运用此目标应用程序进行实时仿真和实时控制实验，并在此实验的基础上记录分析实验数据，通过对比实时控制实验数据与仿真实验数据，数据重合度高，从而验证算法的可行性。论文研究了控制并联机器人的核心算法。通过对比实时控制实验数据与仿真实验数据，由数据重合度高可得到该算法以及此算法上搭建的控制系统能够用于实际的并联机器人的控制。关键词：六自由度平台 位置反解 仿真模型 实时控制英文摘要AbstractThis paper mainly studies the control of 6 DOF platform. The feasibility of the algorithm is to be verified by the simulation experiments and the real-time control experiments in xPC environment. Firstly, the coordinate-transformation matrix between static coordinate system and body coordinate system can be gotten by the matrix analysis method, and also the coordinate matrix of the rounded support can be gotten. The equations of position reverse solution of the 6 DOF platform can be established through making sure of the relationship between the change of the hydraulic cylinder length and the position of the platform. Secondly, a Simulink Model is be created by using the MATLAB /Simulink. Through the computer simulation, the change of the hydraulic cylinder length can be solved by the position and orientation given by the user. Then make sure whether the equations of position reverse solution is correct or not by simulating the Simulink Model. The module of rate limiter is added into the simulink Model in order to input the signal smoothly. Finally, the platform is controlled in real time by xPC. The xPC target application which can be put into use in the real time control is based on the Simulink Model. Through the comparison with experimental data in real- time control and simulation experimental data, the feasibility of the algorithm can be verified. This papar studies the core part of the parallel link robot. Through the comparison with experimental data in real-time control and simulation experimental data, the feasibility of the algorithm can be verified, and the control system which is based on the algorithm can be used in the control of the parallel link robot.Key words 6 DOF platform; position reverse solution; Simulink Model; real time control 目录目 录1 绪论.- 1 -1.1 课题研究的目的和意义 .- 1 -1.2 六自由度转台系统简介 .- 1 -1.3 国内外研究概况 .- 2 -1.3.1 国内研究概况 .- 2 -1.3.2 国外研究概况 .- 3 -1.4 本论文研究的主要内容 .- 4 -2 六自由度转台运动学分析.- 5 -2.1 坐标系的建立 .- 5 -2.2 广义坐标系定义 .- 5 -2.3 坐标变换矩阵 .- 6 -2.4 液压缸铰支点坐标的确定 .- 8 -2.4.1 平台参数 .- 8 -2.4.2 坐标求解.- 8 -2.5 系统质心运动规律与控制点运动规律 .- 12 -2.6 转台位置反解 .- 13 -2.7 本章小结 .- 13 -3 基于 MATLAB/SIMULINK 运动学仿真.- 14 -3.1 系统模型 .- 14 -3.2 系统工作范围确定 .- 15 -3.3 模拟仿真 .- 16 -3.3.1 实验参数.- 16 -3.3.2 仿真结果 .- 16 -3.3.3 仿真结论 .- 17 -3.4 渐入渐出 .- 17 -3.4.1 系统启动 .- 17 -3.4.2 给入信号 .- 19 -3.5 本章小结 .- 20 -4 实验研究.- 21 -4.1 XPC 基本概念简介.- 21 -4.1.1 xPC 目标概念 .- 21 -4.1.2 xPC 目标的特点 .- 21 -4.2 XPC 目标的软件环境特征.- 21 -4.2.1 实时内核.- 23 -4.