题目：飞机部件对接算法及精度分析

数字化柔性装配技术是飞机制造领域近期的主要研究方向之一，飞机部件调姿和对接是装配的关键环节，在飞机数字化柔性装配过程中具有重要意义。本文介绍了基于4个精密的三坐标POGO柱支撑的飞机调姿系统的组成和原理，并将对接平台简化为冗余驱动的并联机构。对该机构进行运动学分析，在标准位置反解的基础上，建立了冗余驱动关节的速度和加速度协调映射关系，并利用五次多项式运动轨迹进行规划，阐述了飞机部件调姿算法.介绍了三坐标定位器结构与工作原理，并综合分析引起定位器空间定位误差的因素。根据定位器驱动量和球铰球心坐标的映射关系，建立了定位器的运动学模型。考虑到各轴的导向误差，建立了非正交坐标系，并结合牛顿迭代法解析出了定位器的坐标变换参数。分析了飞机部件对接测量的要求，利用激光跟踪仪测量空间点坐标的原理，总结出采用多激光跟踪仪进行特征点采集的方法。在实验基础上，分别研究了定位器驱动误差和特征点定位误差分布。针对特征点组成的点集在不同位姿状态下匹配问题，采用奇异值分解法进行了求解，拟合出各点匹配误差曲线，最后采用矢量分析法进行了误差量化分析。位姿误差是影响飞机部件特征点精度的主要因素，针对各点在不同坐标系下测量点值不匹配且各点精度要求有差异的问题，提出了最小二乘法评估大部件位姿的模型，并利用权值实现对多个测点数据进行误差分配优化。采用直接补偿位姿误差方法，对对接平台进行了精度补偿，计算结果表明：该方法可以提高平台的精度。