题目：飞机大部件调姿多定位器系统运动策略研究

自上个世纪九十年代以来,欧美等国的飞机制造行业对飞机装配提出了高质量、高效率、低成本且能适应多种产品的新要求，形成了现代飞机数字化柔性装配技术体系（Digital Flexible Assembly Technology System, DFATS）。近几年来，国内开始大力发展飞机数字化装配技术，以改变手动装配效率低、精度差、操作不方便的现状。飞机大部件数字化对接是飞机数字化柔性装配技术体系的重要组成部分。而多定位器协同运动规划则是实现飞机数字化对接的基础。多定位器协同运动规划技术，包括了大部件初始位姿及目标姿态的位姿求解技术，以及大部件从初始位姿到目标位姿的轨迹规划技术。目前，国内对该技术进行了初步的研究及探索。但是针对具有误差累积的产品，仍然无法通过数据模型与激光跟踪仪测量信息准确地获得大部件的对接姿态，实现自动化对接。在路径规划过程中，忽视了对接系统的物理约束，对大部件对接精度、速度等均造成了影响。本文首先对多定位器系统布局规划进行研究，分析了定位器主动轴布局规律及定位器空间布局规律，从而保证系统内冗余电机数目最小，达到降低大部件内应力、提高对接精度的目的。然后采用基于关键特性的飞机大部件对接姿态求解法，通过分析关键特性自由度、大部件单自由度匹配、协调尺寸的优化等方法，正确地求解了对接姿态，从而保证了大部件的正确对接。最后研究了多定位器系统的轨迹规划技术，分析了不同旋转中心对大部件调姿的影响，通过变动旋转中心及旋转角度分解方法实现了对接路径分解，并采用基于三角函数的S型速度曲线及速度优化方法，获得了能够实现精确、快速的轨迹规划。基于上述分析，本文采用了C#与开源数学库GSL联合编程的方式，开发了飞机大部件对接运动规划原型系统，以工程实例应用验证了大部件对接姿态计算法及轨迹规划法的有效性及实用性。