在中国制造2025的大背景下,我国制造业向着高精度的方向逐步发展。并联机构多体系统以其运动速度快、加速度大,有效载荷高的特点得到了广泛的应用。但由于系统的复杂性、模型参数的不确定性以及非线性因素、各参数之间的耦合,并联机构多体系统的运动控制成为当前的研究热点和难点。论文以一种3-TPT并联机构多体系统为研究对象,完成了其运动学建模、工作空间分析以及动力学建模,并设计了基于PID(比例、积分、微分)的控制器以及模型预测控制器(MPC),实现了系统执行机构末端运动点的轨迹跟踪控制。主要研究内容如下:(1)分析3-TPT并联机构多体系统的结构和工作原理,并根据机器人学理论,运用坐标变换的方法建立3-TPT并联机构多体系统的运动学模型,进行机构的运动学逆解、正解的求解。同时根据机构支链长度等约束条件,基于解析法对机构的工作空间进行研究,并运用MATLAB软件绘制工作空间的三维模拟图。(2)将机构分解为运动平台和支链两大系统,根据拉格朗日法,建立3-TPT并联机构多体系统的动力学模型,运用矩阵变换的方法建立控制系统的状态空间方程,并通过泰勒展开将其线性化。根据系统动力学方程运用MATLAB软件对动力学进行仿真计算,分析支链位置、速度以及驱动力随时间的变化规律。(3)运用MATLAB的SimMechanics工具箱,建立并联机构多体系统的物理模型。根据系统物理模型建立并联机构的PID控制器,根据系统状态空间方程建立并联机构的模型预测控制器,分别得到PID控制、模型预测控制下的空间轨迹、坐标位置跟踪曲线,以及跟踪误差曲线并进行分析。(4)对两种控制器的仿真效果进行对比,结果表明,基于模型预测算法的运动控制系统,能更好的满足3-TPT并联机构多体系统非线性、多输入、多输出的控制要求,降低受控对象建模误差和结构、参数与环境等不确定性因素的影响,具有更好的控制性能。综上所述,本文以3-TPT并联机构多体模型为研究目标,对3-TPT并联机构多体系统的运动控制进行了相关研究,运用PID和模型预测控制方法实现了机构末端执行器中心点的轨迹跟踪。本文的研究工作为并联机构的控制提供了一条新思路,也为模型预测控制在并联机构精密控制中的进一步应用奠定了基础。