随着系留无人机技术的成熟,系留无人机的应用场景也越来越广泛,舰船在海上航行时会受到海浪、海风等的影响产生纵横摇运动,而无人机的起降过程需要起降平台平稳,不稳定的平台会造成多旋翼系留无人机的起降效率变低,危险性增大。这就需要系留无人机的自动收纳机构具备补偿船体运动的功能,本文主要为应用于海洋环境的船载系留多旋翼无人机设计一种自动收纳机构,该机构在传统自动收纳机构可以储存收纳无人机的基础上,增加了补偿海浪运动的功能。可以在多旋翼系留无人机的起降过程中通过转动起降平台来补偿海浪运动,辅助无人机降落。本文在分析国内外无人机自动收纳机构的基础上,设计一种具有两级结构的系留无人机自动收纳机构,其中一级结构为升降平台只提供竖直方向的收纳升降行程,二级结构为姿态控制机构,采用四自由度2-RPU/2-UPU并联平台,对船舶的纵横摇运动提供补偿。设计了自动收纳机构总体结构方案和控制方案。通过闭环矢量法与D-H法对姿态控制并联平台的正运动学与逆运动学进行建模和仿真分析,确定了机构的作业空间和机构参数。结合MATLAB/Simulink验证机构正、逆运动学模型的准确性。采用拉格朗日法对机构进行动力学分析,对驱动电机进行选型及校核。根据系留无人机稳定平台的指标与实际需求,完成了并联平台的伺服控制设计及仿真分析。设计了速度、位置双闭环的控制系统,通过控制模型与运动学模型的联合仿真,分析了平台的横摇、纵摇以及纵横摇时的控制性能和系统误差,验证了平台机构方案的可行性。基于dSPACE平台半物理仿真系统,搭建了单自由度摇摆模拟试验台,对并联平台的电动推杆进行速度闭环实验,验证双闭环控制系统的性能,单独进行了平台的横摇、纵摇的控制实验验证,仿真验证机构平台转动误差,验证了姿态平台机构及控制的可行性。