1、少自由度并聯(lián)機構(gòu)除具備六自由度并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點以外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點，是當前的一個研究熱點。本文以3-UPS/PU并聯(lián)機構(gòu)作為研究對象，該機構(gòu)具有兩個轉(zhuǎn)動一個移動共三個自由度，易于實現(xiàn)動平臺位姿的檢測與控制，具有應(yīng)用前景。本文圍繞該機構(gòu)展開運動學、動力學和控制方法3個方面的研究。
　　本文首先分析了3-UPS/PU機構(gòu)的運動學反解，推導(dǎo)出機構(gòu)各個桿件的速度雅克比矩陣，將笛卡爾坐標下各桿件的運動學模型轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)廣義坐標。隨

2、后在運動學反解基礎(chǔ)上采用虛功原理建立了機構(gòu)關(guān)于動平臺工作空間的整體動力學模型?？紤]到關(guān)節(jié)摩擦對并聯(lián)機構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)有較大的影響，又采用了牛頓-歐拉法建立該機構(gòu)的動力學模型，其包括關(guān)節(jié)約束力(矩)方程和含關(guān)節(jié)摩擦的微分方程兩組，在動力學正解的仿真計算時，采用數(shù)值迭代法來處理兩組方程由于關(guān)節(jié)摩擦而產(chǎn)生的耦合關(guān)系。通過動力學正解分析了機構(gòu)的摩擦對其運動響應(yīng)的影響。另外在不考慮摩擦的情況下，用虛功原理和牛頓-歐拉法建立的兩類動力學模型分別計算動力

3、學反解，結(jié)果經(jīng)過對比后驗證了模型的正確性。在機構(gòu)動力學方模型的基礎(chǔ)上，隨后再對控制方法進行了理論和仿真研究。為減少動力學模型不確定性(包括參數(shù)不確定、關(guān)節(jié)摩擦以及未知的負載干擾)對3-UPS/PU并聯(lián)機構(gòu)控制精度的影響，本文采用魯棒性強、結(jié)構(gòu)簡單的滑模控制作為主要方法進行著重研究?；Ｃ娌捎镁€性滑模面與Terminal滑模面相結(jié)合的復(fù)合型滑模面，既滿足了非奇異性條件又實現(xiàn)了控制誤差快速收斂的效果。針對傳統(tǒng)常規(guī)滑?？刂频亩墩駟栴}以及無法準

4、確抑制時變擾動的缺點，提出一種模糊自適應(yīng)滑模控制，該控制器以動力學前饋控制和反饋控制為基礎(chǔ)，利用滑模面作為模糊控制器的輸入，經(jīng)過自適應(yīng)模糊推理后得到模型不確定性的逼近值并進行實時補償，從而提高系統(tǒng)魯棒性。該控制方法省去了切換控制項，無需依賴不確定性上界，而且模糊規(guī)則精簡，工程實用性強，適用于3-UPS/PU并聯(lián)機構(gòu)這類復(fù)雜不確定系統(tǒng)。通過Lyap uno v函數(shù)分析了系統(tǒng)穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明所采取的模糊自適應(yīng)滑?？刂颇軌蛴行Э朔?qū)動力抖