彭苗娇　王晓光　林麒

摘要：针对应用于风洞试验的飞行器模型支撑的绳牵引并联机器人WDPR-8，研究牵引绳振动与模型位姿之间的耦合关系。首先，建立WDPR-8机器人支撑系统的等效模型，并通过运动学的正解和逆解验证该等效模型的有效性；其次，分析了绳索的涡激振动问题；然后，对牵引绳施加模拟吹风来流引起绳振动的正弦激励信号，求得整个系统的共振频率，讨论了提高系统刚度的可行方法；最后，研究了牵引绳与飞机模型的耦合振动问题，给出了基于风洞试验的牵引绳振动引起的WDPR-8支撑的模型位姿偏差，以及模型失速发生振动时牵引绳张力的变化。本文的研究结果可为WDPR-8系统的运动控制补偿提供参考。

关键词：绳牵引并联支撑；绳振动激励；耦合振动；风洞试验；共振频率

中图分类号：0313.7；V211.74

文献标识码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0140-09

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.019

引言

绳牵引并联机器人（WDPR，Wire DrivenParallel Robot）用于风洞试验作为飞行器模型的支撑系统，与传统的硬式支撑相比，具有工作空间大、负载能力高、对流场干扰小、易实现高速及复杂规律的运动、一套支撑可以满足不同的试验需求等优点。因此，绳牵引并联支撑系统正在成为国内外的研究热点，在国外，法国宇航局成功利用绳牵引并联支撑系统SACSO-9在立式风洞中进行尾旋试验，揭示了绳牵引并联机构应用于风洞模型自由飞试验的可行性；在国内，厦门大学林麒课题组进行了多年的研究，建立了8绳牵引的6自由度风洞试验支撑系统原理样机WDPR-8，并将样机置于低速风洞中进行吹风试验；……