研究了一种并联机构的三自由度平台位姿正解和反解算法。位置正解是通过驱动器长度计算动平台的位姿,位置反解是通过动平台的位姿反求驱动器长度。同时利用正解方法分析三自由度平台的运动规律和工作空间,该研究结果为三自由度平台的结构设计和运动控制提供有力的依据。

迭代搜索算法（牛顿法或拟牛顿法）是求解并联机构位置正解的重要方法。由于分支的极限位置奇异,迭代搜索算法的搜索空间易于超出机构的工作空间,导致其在求解2RUS/2RRS这一类并联机构位置正解时失效。以平面串联分支为例,给出了具有一定通用性的消除分支极限位置奇异的等效方法,并将2RUS/2RRS机构等效为2UPS/2RPS机构进行正解求解。基于动平台转动角速度和欧拉角导数的关系,通过虚设机构法得到了等效机构4×4的雅可比矩阵。将初始位姿对应等效机构雅可比矩阵作为每次迭代的近似初值,能够进一步减少拟牛顿法的计算量,提高计算效率。最后,采用拟牛顿法中的逆Broyden算法对2RUS/2RRS机构的正解进行了数值验证。

并联机构正向运动学求解复杂、存在多解,是研究的热点和难点。提出用D-H法和图形可视化相结合的方法对3-PRS并联机构进行正向运动学求解的方法。首先,对机构中的球铰做等效转换,运用D-H法对支链进行运动学分析,推导出3-PRS并联机构的正向运动学方程;然后,采用迭代法得到16组正向运动学方程的解,通过可视化编程,直观地得到3-PRS并联机构的位形,即得到并联机构的运动学正解。结果表明,所得到的一组运动学正解与实际结构的位形相符。该方法有效、正确,并适用于求解其他类型的并联机构正向运动学。

针对六自由度运动平台的位置正解问题进行了分析，提出了一种基于遗传-Newton迭代算法的六自由度运动平台正解算法，给出了该算法的具体实现流程，并且利用该算法求解相应的六自由度运动平台位置正解问题，给出了相应的运算实例。同时对遗传．Newton迭代算法和遗传算法求解同一运算实例的结果进行对比。对比结果表明，遗传．Newton迭代算法与遗传算法相比，具有求解精度高，速度快的优点，更能够满足工程实际的要求。