● 摘要
指向平台是指对给定的目标（静止或运动）或基准进行实时指向调节或者跟踪瞄准的机构，指向机构末端动平台搭载相应的执行器件（激光器、摄像头等）可以实现对目标物的精确指向跟踪。指向跟踪平台按照相应的控制指令可以实现对目标的准确跟踪，因此在现代的军、警、民用系统中得以广泛应用，发挥着至关重要的作用。本文在调研分析现有典型的指向平台的基础上，设计实现一款新型的2DOF并联指向平台系统，对其进行运动学行为、动力学行为、工作性能等方面的理论分析及仿真验证，并设计加工实际样机进行实验研究。
本文研究内容如下：
首先，本文调研分析典型的指向平台，对其形式进行分类对比分析，以高性能的指向功能为设计目标，引入VCM（Virtual Center of Motion）虚拟运动中心的设计理念，结合图谱法的机构构型方法进行指向平台机构形式的设计。
其次，针对确定的并联机构构型，进行详细的运动学正、反解分析以及运动学性能的分析，获得其奇异性、速度特性、负载能力特性区间、运动空间等方面的性能。在运动学分析的基础上，利用等效惯量法，拉格朗日动力学方法对该机构进行动力学建模分析，与Adams仿真结果对比分析，指导机构驱动电机的选型工作，并进行相应验证性实验。
再次，对指向平台特定工况下的静态性能和动态性能分析。运用有限元分析方法对平台进行静力学性能分析，在给定静态载荷作用下分析平台的应力、应变以及位移参数，评定其静刚度、静强度方面的性能；模态分析主要研究分析指向平台在工作条件下的固有频率及振型特点；而通过实验样机在重载、轻载等不同工况下进行小角度范围内摆动试验，获得其对应的幅频特性。
最后，基于SCL（Serial Control Language）语言，利用LabVIEW软件进行上位机界面编制，利用上位机交互界面控制指向平台的执行器（两台带有编码器的步进电机）动作，实现对指向平台的动作控制。利用摄像头对目标图像进行采集分析，结合实际指向平台样机搭建实验环境，进行跟踪指向实验，获得其指向性能。