题目：基于Stewart平台的微振动隔离和精确跟踪研究

 

    Stewart平台具有广泛的空间应用，常用于满足空间精度和指向控制等需求。为了达到所需求的平台性能，最重要的是消除作用于平台上内部与外部的扰动（即振动）影响。

    对这类空间振动进行文献综述和严谨的分析后发现，这是一种特殊的振动，可以被归类为“微振动”。它的特点在于扰动的振幅小、频率高。但是，对于这类特殊的振动，并不是所有的控制方法都能够有效对其进行扰动消除或抑制。在本文研究初期，采用基于颗粒阻尼的被动控制技术进行了实验研究，其结果表明被动控制技术不太适合于微振动这种特殊情况。故被动控制技术后续也就不再被采用于这中特殊的系统振动的控制。因此，只有主动控制方法才适用于消除微振动对系统的影响。

    另一方面需要考虑的是，为了满足设备高精度的要求，在对系统进行空间振动隔离时，基于模型的控制方法不再适用，这是由于其固有特性决定了要取得高精度的控制效果就必须进行精确的动力学建模。然而，高质量的动力学建模势必需要截取更高的模态阶数，而且系统的参数可能会随着时间和环境发生改变。因此，采用的控制方法就需要进行在线系统参数估计来对方法进行实时调整。

    为了解决空间高精度要求这一主要问题，本文研究提出了一种不基于模型的控制方法，该控制方法能够对控制器参数进行实时更新。本文的研究方法主要包括

1）对象模型的辨识：假设对象为一个FIR（有限脉冲响应）滤波器，通过对FIR滤波器权系数的计算对系统进行建模，然后通过LMS（最小均方差）方法确定的权系数的值。

2）逆控制器的估计：由于高精度的需求，控制器的辨识使得其动力学等价于对象本身逆模型，进而逆控制器和对象本身串联后的传递函数等价于1（即输出等于参考输入指令）。

3）扰动消除：在控制信号和外部扰动的共同作用下，闭环系统确保实际对象的扰动被消除，即实际系统的响应为零。

    Stewart平台的工作空间和运动性能与其几何构型密切相关。由于易于计算和数学关系简单，大多数关于Stewart平台研究的文献都采用了Cubic构型。然而，Cubic构型并不意味着优越的平台工作空间可达性。故本文同样关注于非Cubic构型Stewart平台的控制研究。本文对Stewart平台进行了详细的运动学分析。

    当控制方法建立后，利用该方法不仅可以进行振动控制（本文研究的主要目标），而且还可以控制上平台跟踪期望的运动，使得Stewart平台在一些应用中也有用武之地，而不仅仅作为一个振动隔离平台。Stewart平台也可用作为一个能够提供六自由度振动的振动台，而且已得到的结果也表明其在这方面非常有前途。

    本研究旨在对作用于Stewart平台的空间振动进行分析，并提出了一种基于逆模型控制器的控制策略，进而对振动进行控制，以及对非Cubic构型Stewart平台进行研究。本文取得的部分研究成果已经发表在4篇期刊论文和2篇会议论文上。