仪器仪表学报

作者：褚文敏，周蒯，滕利臣

单位：褚文敏,南京工业职业技术大学航空工程学院南京210023,chuwenmin@live.com,周蒯,南京工业职业技术大学航空工程学院南京210023,,滕利臣,北京机械工业自动化研究所有限公司北京100032,

关键词：重心校准;大型结构装配;调姿控制;并联机构

基金：江苏省高等学校自然科学研究项目（24KJB460020）、南京工业职业技术大学引进人才科研启动基金（YK23-03-02）资助

调姿机构末端重心位置是影响调姿机构动力学模型的重要参数，不准确的重心位置导致调姿驱动力偏离理想状态，造成调姿机构变形，最终影响装配特征的对准精度。针对大型结构的精准柔顺定位需求，提出一种考虑球铰关节摩擦力矩的调姿机构末端重心位置校准方法。首先,通过构建调姿机构的动力学模型，并采用数值仿真方法分析了重心偏差对调姿内力的影响；接着，基于坐标系间力和力矩的变换原理，建立考虑球铰摩擦力矩的重心解算模型，同时采用M估计样本一致性（MSAC)算法优化重心参数，以减小传感器随机误差和定位器运动误差的影响；然后，采用蒙特卡洛方法研究随机误差和重心校准策略对重心校准精度的影响，结果表明传感器测量误差是影响重心校准精度的主要随机因素，提高末端最大旋转角度和称重次数可提升校准精度，且当称重次数≥6次时MSAC算法的优化效果显著。最后，在实验室环境下进行调姿机构末端的重心校准和翼身结构调姿对准实验。实验结果表明所提重心校准方法能显著提高末端重心校准的精度，采用所提重心校准方法获得的重心参数进行驱动力规划，调姿内力的平均值下降了56.0%，叉耳孔的同轴度偏差平均降低了47.6%，验证了所提重心校准方法能有效降低调姿内力并提高装配特征的对准精度。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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