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Stewart平台的MATLAB集成工具箱设计

刘晓昕  
【摘要】: 基于Stewart平台的工程应用越来越广泛,而Stewart平台本身的运动学和动力学行为复杂。为了高效地设计新平台,设计相关的计算机辅助设计软件具有一定的工程意义。因为Stewart平台的分析和计算涉及大量的矩阵运算,考虑到MATLAB在矩阵运算和仿真方面的强大功能,本文将致力于在MATLAB环境下设计Stewart平台的集成工具箱。 本文采用解析方法推导了Stewart平台的位置正反解、速度和加速度反解以及动力学参数的计算原理,并以此为理论基础,编写了相应的MATLAB环境下的计算程序。利用VRML(Virtual Reality Modeling Language)建立了Stewart平台静态三维模型。并将以上两部分工作应用图形用户界面开发环境GUIDE技术以及虚拟现实工具箱(VR Toolbox)在MATLAB环境下进行了集成。 本文针对液压缸的位移、伸缩速度和加速度向量计算进行了试验验证。采用工程上被认为可行性较高的三次样条插值方法对液压缸伸缩速度和加速度进行了插值计算,分别比对程序计算值与实测位移以及伸缩速度和加速度的插值计算结果。 试验及分析结果表明该工具箱能够正确地计算出Stewart平台运动学和动力学参数。


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