MATLAB中Stewart平台集成工具箱的开发与验证

本文主要探讨了Stewart平台的MATLAB集成工具箱的设计，该工具箱旨在简化Stewart平台的运动学和动力学分析，提高设计效率。作者通过解析方法推导了平台的位置、速度和加速度的正反解，以及动力学参数的计算原理，并在MATLAB环境下编写了相应的计算程序。同时，利用VRML技术建立了平台的三维模型，并结合MATLAB的GUIDE技术与VRToolbox实现了图形用户界面的集成。 Stewart平台是一种六自由度的并联机构，因其独特的结构和广泛的应用领域（如飞行模拟、精密定位等）而备受关注。然而，其复杂的运动学和动力学特性使得分析和设计过程十分繁琐。文章中，作者首先介绍了基于MATLAB进行工具箱设计的原因，即MATLAB在矩阵运算和仿真方面的能力，适合处理此类复杂的计算问题。 作者详细描述了如何利用解析方法推导Stewart平台的运动学解，包括位置正反解，这允许用户根据输入条件求解平台的各个关节角度或反之。接着，速度和加速度反解的计算原理被提出，这对于理解和优化平台的动力响应至关重要。此外，动力学参数的计算，如力矩和动力需求，也是工具箱的重要组成部分。 在实现方面，文章提到了使用VRML来创建Stewart平台的静态三维模型，这有助于用户直观理解平台的结构和运动。通过MATLAB的GUIDE技术，开发了图形用户界面，使得用户可以方便地输入参数并查看计算结果。同时，VRToolbox的集成使得虚拟现实技术与计算结果相结合，增强了交互性和可视化体验。 实验部分，作者针对液压缸的动态特性进行了验证，包括位移、速度和加速度的计算。采用三次样条插值法处理数据，对比了计算值与实际测量值，结果显示工具箱能够准确计算Stewart平台的运动学和动力学参数。 这篇毕业论文详尽地阐述了如何在MATLAB环境下构建一个集成的Stewart平台设计工具箱，涵盖了从理论推导到实际应用的全过程，对于理解和改进Stewart平台的工程设计具有重要的参考价值。关键词包括Stewart平台、MATLAB工具箱、VRML建模以及相关实验验证方法。