预紧式并联六维加速度传感器的解耦算法研究.pdf

预紧式并联六维加速度传感器的解耦算法研究.pdf,针对六维加速度传感器的解耦难度与构型复杂度存在矛盾的现状，给出了12支链预紧式并联六维加速度传感器的设计方案，并在四维位形空间内构建了解耦算法。通过重组输入量并联列求解正向动力学方程和力协调方程，剖析了输出量的构成成份。通过引入前置、后置矩阵以及“辅助角速度”的概念，将动力学方程转换成两组形式简单的一阶线性常微分方程，并运用梯形方法推导出关键特征量的显式递推公式。解耦算法与ADAMS仿真的相对误差为0.62%，且前者的计算效率更高；试验结果显示，实物样机在1 min内的测量误差为8.42%，验证了设计方案的可行性。通过在离散节点处进行Taylor展开，推导出局部截断误差的解析式，为解耦精度的提高提供了依据。进一步地，将解耦算法推广至更一般化的情形，通过引入两个关于向量独立元素的定理，证明出预紧式并联六维加速度传感器的最少支链数为7，对应拓扑构型的最少自由度为6。