一、基于虚位移原理的伺服进给电机转矩选配方法（论文文献综述）
王立标[1]（2021）在《磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究》文中研究指明为提高车辆的抗侧倾性能,主动横向稳定杆技术已成为研究的热点。磁阻电机式主动横向稳定杆采用磁阻电机作为驱动装置,与无刷直流电机和液压泵驱动的主动横向稳定杆相比,具有结构简单、无退磁、响应快及良好的抗堵转能力的优点。然而,磁阻电机式主动横向稳定杆是由机械、电磁和电气控制参数多参量耦合的典型机电复合传动系统。针对系统存在多参量耦合特性,本文从机电耦合角度出发,开展机械-电磁耦合下系统的非线性振动和电气-电磁耦合下功率变换器的非线性特性及其控制研究。本文的主要研究内容如下:（1）设计了应用于车辆主动横向稳定杆的磁阻电机。通过建立车辆侧倾平衡方程,计算出适用于车辆的磁阻电机目标转矩。根据目标转矩,间接计算出磁阻电机的额定功率,并基于经验法设计了相应的磁阻电机。最后采用有限元和加载实验对电机进行性能验证,得出转速运行在1500r/min时,电机能获得3Nm的平均转矩,验证了所设计的磁阻电机满足车辆横向稳定杆系统抗侧倾力矩的需求。（2）磁阻电机非线性磁链曲线建模。磁场是机械系统与电磁系统耦合的桥梁,获得磁链模型是分析系统机电耦合特性的基础。为研究磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合特性,设计了反馈层含logistics映射的CDRNN网络,基于该网络对磁阻电机非线性指数磁链模型的参数进行估计,获得了磁阻电机非线性磁链解析模型。将解析模型计算的磁链值与实验数据进行比较,得出磁链误差不超过0.015Wb,验证了提出的解析磁链模型的有效性。（3）机械-电磁耦合下系统非线性特性分析。基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,利用多尺度法对其进行求解,获得了系统在稳态运动时的主共振振幅方程以及系统稳定性的确定方程,并进一步采用数值和实验法分别对系统在负载激励下的非线性特性进行了研究,通过对系统的加速度及其单位频谱采集计算,得出系统在负载低频激励时不仅存在基频分量的振动,还存在非整数倍谐波振动分量,表明系统在低频负载激励下会产生相应的非线性振动。（4）电机功率变换器的电气-电磁耦合特性研究。在磁阻电机不对称半桥功率变换器的工作状态分析基础上,建立了其励磁、续流和退磁三状态的时域模型,并考虑控制系统参数的影响,基于电流的边界特性获得了功率变换器的分段离散模型。通过不动点稳定性理论对功率变换器的分段离散模型进行了周期1下的稳定性分析,得到了控制与电磁参数耦合下系统临界稳定的边界条件。采用数值和实验法对磁阻电机功率变换器存在电气-电磁参数耦合下的动力学特性进行了研究,得出当系统参数进入特定区域时电机电流功率谱出现连续性,表明系统存在复杂的非线性特性。（5）基于反演滑模的自适应控制系统设计及实现。考虑系统存在外部干扰的情况,设计了自适应反演滑模控制器以提高车辆抗侧倾性能,并基于Car Sim和MATLAB/Simulink联合仿真平台对车辆在双移线工况下进行仿真验证。在考虑不平路面干扰下,相比于被动稳定杆和滑模控制法,提出的自适应反演滑模法能有效降低车辆的侧倾角。为进一步验证控制方法的有效性,设计了控制系统的软硬件,并搭建了可模拟不平路面激励的试验台架。通过实验得出在不平路面激励下,所设计的控制器使车辆的侧倾角得到了控制,验证了本文提出的自适应反演滑模控制方法的有效性。综上所述,本文建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,进行了相关参数激励下的非线性动态特性研究。开发了基于反演滑模的车辆侧倾自适应控制系统及模拟不平路面激励下的性能试验平台。论文的研究工作为提高车辆机电传动部件的可靠性和改善车辆抗侧倾性能提供了参考。
袁金田[2]（2020）在《基于Mecanum轮的全方位AGV结构设计与分析》文中研究指明AGV被广泛的应用于物料运输、装载、卸载、分拣、装配等场合来缩减人工成本。传统车辆仅有两个自由度,灵活性差。全方位AGV能在狭窄空间代替人工作,提高生产效率与经济效益。Mecanum轮是全方位轮的一种,其力学性能与装配精度影响整车的运动性能与承载能力。目前,由于一体成型的轮毂加工成本高、辊子与地面存在非连续性接触造成稳定性差等问题,影响了其应用的广泛性。针对上述问题,采用轮毂与辊子支撑架组合的方式改进轮毂结构,降低制造成本,同时缩短辊子长度及轮毂半径,减小辊子母线误差,提高轮子运动的稳定性;并设计轮组及升降机构模块,提高Mecanum轮的易用性,论文主要围绕以下几方面展开研究:（1）采用等速螺旋线法与投影法结合,求出辊子母线方程;按设计要求匹配几何参数,在Solidworks中建模,检查无干涉,辊子满足包络成圆要求;从加工工艺分析轮毂加工方法,提出降低成本的双片轮毂与辊子支撑架组合的轮毂结构;利用Ansys软件对改进前后的Mecanum轮进行静力学对比分析,验证改进后的Mecanum轮在加工工艺性提高及轮毂半径减小后,各零部件在满足强度与刚度要求的前提下性能提升。（2）根据设计要求,确定轮组与升降模块方案,匹配参数,选取合适的电机、减速器、丝杠及同步带;利用Solidworks完成整车建模,干涉评估,验证设计结构合理。（3）研究运动学与动力学,推导四轮转速与整车速度的运动关系;利用ADAMS软件对改进前后的AGV进行空载与满载情况下的仿真,验证轮子改进后全方位运动能力更佳,并分析曲线误差原因;利用虚位移原理推导升降机构丝杠推力和剪叉臂与水平夹角的关系;利用ADAMS软件中STEP连续梯函数,模拟升降过程,验证剪叉升降机构设计参数的合理性。（4）基于赫兹理论,研究重载情况下辊子与地面的接触区域、接触点处应力及变形量的大小;根据瞬态动力学理论,利用Ansys软件对改进后的Mecanum轮进行瞬态动力学分析,验证Mecanum轮运动时接触面平面化,辊子母线制作的辊子强度及刚度合理;根据应力及变形情况,提出能提高辊子运动稳定性的优化方法。（5）制作与测试样机。对Mecanum轮做圆跳动、全方位运动性能、设计参数验证试验,验证Mecanum轮包络成圆,样机性能、参数符合设计要求。
董成林[3]（2020）在《一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究》文中研究说明本文密切结合我国高端装备制造中对大型构件现场加工的重大需求,系统研究了一种高性能五自由度混联加工机器人的构型创新、参数化建模与性能评价,以及基于综合性能驱动的设计理论与方法,并开展了与这些研究内容相关的实验验证工作。全文取得了以下创新性成果:（1）构型综合、优选与机构创新从分析平面运动链的共面约束入手,提出一种综合一类过约束1T2R（T——平动,R——转动）并联机构构型的新方法,具有可视性好、简单直观,易于工程技术人员掌握等优点。提出了按照末端位姿能力恰当性、支链结构力学合理性、装备可重构性等遴选适合制成加工机器人模块的选型准则。根据上述构型综合方法和选型准则,创造性地发明了一种新型五自由度混联机器人——Tri Mule,具有模块化程度高、可重构能力强等优点,可用于搭建形式多样的机器人化作业单元与制造系统,应用前景广阔。（2）参数化建模与性能评价将旋量理论与结构力学有机结合,提出了一套Tri Mule机器人运动学、刚体动力学、静刚度及弹性动力学参数化建模方法,所建模型具有列式简洁且力学意义清晰的优点。在此基础上,针对加工用机器人的多种性能需求,利用矩阵奇异值理论和模态分析理论,建立了一套评价1T2R机构与整机系统运动学和动力学性能的评价指标体系,并借助响应面分析全面清晰地揭示出关键参数对系统局部和全域性能的影响规律,进而为指导Tri Mule机器人整机系统的集成设计提供了重要的理论依据。（3）基于综合性能驱动的设计理论与方法提出了主参数驱动、层次化和局部性能替代等设计策略,为降低Tri Mule机器人系统的设计复杂度和提高设计效率提供了一套行之有效的设计思路。在此基础上,采用主参数驱动的关联设计、子系统静刚度匹配与CAD-CAE信息交互等设计思想和设计手段,提出了一种兼顾工作空间/机构体积比、加减速能力和静动态特性等多种性能的优化设计方法,形成了一套集机械结构方案设计、关键参数优化设计、综合性能快速预估与驱动器参数选型于一体的Tri Mule机器人数字样机设计体系和设计流程,进而为工程样机的开发奠定了坚实的理论基础。利用本文提出的设计理论与方法,成功研制出Tri Mule-600机器人工程样机。实验研究结果表明,该机器人任务空间/机构体积比达到2.7;末端参考点最大线速度和线加速度达到60 m/min和1G;末端参考点切向最小静刚度与整机系统一阶固有频率在任务空间80%内优于2.1 Nμm和24 Hz。所开发的工程样机综合性能优良,已在铝合金薄壁结构件镜像铣削、铝合金/复材/钛合金叠层构件螺旋铣孔等应用中得到了验证。本文研究成果对丰富和发展混联机器人的设计理论与方法,促进我国高性能机器人化加工装备的自主创新和工程应用具有重要的理论意义和实用价值。
董博[4]（2020）在《伺服系统齿轮机械偏差补偿方法研究》文中认为随着我国对科技创新以及航空航天行业的不断重视和加大对相关行业人才的投入,我国在各工业领域取得了举世瞩目的成就,国际地位不断提升,针对伺服系统的研究得以突飞猛进地发展,得到越来越多的关注。因此如何在保证伺服系统原有的快速性和、可靠性和可维护性的同时,提升其性能成为了当前研究的热点。本文主要针对伺服系统机械偏差补偿方法进行了研究。伺服电机采用的是六相感应电机。文中主要针对齿隙在传动过程中的影响,通过选取合适的控制方法来削弱齿隙对伺服系统传动过程中的负面效应。首先针对伺服系统中齿轮机械误差进行研究,对比三种齿隙模型的优缺点以及各自的适用条件后,选择死区模型作为本课题的齿隙模型。然后根据齿轮间传动过程啮合模型来推导出齿轮齿条间传动系统的啮合模型。同时还针对齿轮长时间运行因为摩擦而产生磨损后,制造精度不再像出厂时那么高的时刻进行齿轮间啮合分析,引入连续齿隙的概念,并将连续齿隙模块加入原有的齿轮间传动过程中。最后进行仿真,仿真结果验证了所设计的齿轮齿条传动模型以及连续齿隙传动模型的有效性和可行性。其次,选定六相电机作为本文采用的伺服电机,根据六相电机的定转子结构,建立六相电机在d-q子空间子空间内各参数的方程,并进行六维空间的解耦变换,得到谐波空间下的各参数方程,并根据上述方程进行六相感应电机的模型建设。再次,通过分析六相空间电压矢量分布结构,将原始大矢量SVPWM方案和中间矢量SVPWM方案进行对比分析,进而采用了针对五次谐波具有很好抑制效果的优化中间矢量方案作为本文所采用的方案。然后,将其和直接转矩控制相结合,设计出针对六相电机的基于原始大矢量SVPWM直接转矩控制和基于优化中间矢量SVPWM直接转矩控制两种方案,并在其中完成伺服系统的电流环和速度环的双闭环结构。最后进行仿真,验证了优化后的中间矢量方案能够有效抑制五次谐波子空间内各电压矢量分量对整个系统的影响,有效抑制谐波电流。最后,将齿隙模型和基于优化中间矢量SVPWM直接转矩控制六相电机结合,并引出伺服系统的外环位置环,对其进行PD调节,并单独设计主从动轮转速差反馈环节。仿真验证通过这种控制方法能够有效减小机械传动误差对伺服系统的影响,有效削弱因为齿隙的存在而导致的传动力矩和从动轮转速的波动。验证通过采用适当合理的控制方案能够有效削弱伺服系统中齿隙对传动过程的负面效应,对今后的研究工作具有一定实用性价值。
管超超[5]（2020）在《四自由度双动平台高速并联机器人机构动力学优化设计》文中提出针对电子、食品、医药和军工等行业自动化生产线搬运、分拣、封装和装配等作业需求,研究了一种新型四自由度高速并联机器人机构及其动态综合优化设计。首先提出了一种新型四自由度双动平台高速并联机器人机构,通过运动仿真验证了其三平动一转动的运动特性。建立了该机构的运动学正反解模型,求解了动平台的速度、加速度以及相应的雅克比矩阵,并对该机构的奇异位形进行了详细的分析。采用拉格朗日法和虚功原理分别建立了四自由度双动平台高速并联机器人机构的完备和简化刚体动力学模型,通过计算仿真证明了简化模型的有效性。基于动力矩阵奇异值、单位加速度最大转矩和最大等效转动惯量三种刚体动力学性能评价指标,并结合传动角、铰链结构等约束条件,在简化模型的基础上开展了该机构的刚体动力学尺度综合设计。基于有限元法所建立的空间弹性梁单元模型,推导出四自由度双动平台高速并联机器人机构的单元及支链弹性动力学方程。利用弹性构件和刚性构件连接结点处的约束关系,由支链弹性动力学方程的变形协调关系得到四自由度双动平台高速并联机器人机构的弹性动力学方程。采用修正线性加速度法对该机构的动态特性进行了分析,在此基础上以系统低阶固有频率与系统质量的比值作为弹性动力学性能评价指标,结合质量、壁厚、频率波动量等约束条件完成弹性动力学优化设计。基于简化刚体动力学模型和系统弹性动力学模型,采用分层递阶的动态综合优化策略,通过编程迭代优化了四自由度双动平台高速并联机器人机构的运动学参数和动力学参数。建立了四自由度双动平台高速并联机器人的虚拟样机,采用3-4-5次多项式运动规律规划了末端执行器的典型门字型运动轨迹,推导了末端执行器在任意工作平面内路径插值点坐标的计算公式,并求解了主动臂的运动输入曲线和驱动力矩曲线。
邢丰[6]（2019）在《同心式绕组磁悬浮永磁同步平面电机建模及控制技术研究》文中研究表明光刻技术是集成电路制造中的关键技术,也是所有微纳器件制造过程中不可或缺的一道工艺。光刻机是芯片光刻过程中的核心设备,其中工件台又是光刻机的重要运动部件,工件台要实现长行程、高加速度、高定位精度的平面运动。磁悬浮永磁同步平面电机（Permanent Magnet Synchronous Planar Motor,PMSPM）不仅具有良好的运动性能,同时其磁浮的支撑方式相比气浮支撑能够直接工作在真空的环境中,更符合当前比较热门的极紫外光刻工艺的需求。采用磁悬浮PMSPM驱动的工件台,相比采用直线电机叠加的驱动结构,驱动部件具有更高的集成度。采用磁悬浮PMSPM直接驱动的工件台降低了运动部件的质心高度,可以获得更高的加速度,但是也使得系统的耦合关系更为复杂,因此传统的电机控制方法在应对六自由度运动的磁悬浮PMSPM控制中也显露出了明显不足。本文针对十六相同心式绕组结构磁悬浮PMSPM的电磁建模、解耦算法、闭环控制策略、运动控制技术等关键问题进行深入研究分析。建立一个能够满足实时控制要求的磁悬浮PMSPM精确电磁模型。磁悬浮PMSPM的电磁建模是实现六自由度运动控制的基础,为了使电磁模型满足实时运动控制的需求,要求该模型在能够快速运算前提下具有较高的模型精度。本文定义了磁悬浮PMSPM运动控制的坐标系统,建立定子坐标系下Halbach永磁阵列磁场的解析模型,通过坐标变换得到动子坐标系下的磁场解析模型。采用洛伦兹力积分公式求解电磁力和转矩,由于线圈存在弯角部分,为了便于积分通常需要对线圈进行简化,但是会产生一定的模型误差。为了消除这种因模型简化带来的建模误差,将线圈分解成直线部分和弯角部分,通过积分直接得到直线部分电磁模型,同时对弯角部分进行了精确求解,进而建立一个磁悬浮PMSPM精确的电磁模型,通过仿真和实验验证该模型具有较高的模型精度。分析磁悬浮PMSPM耦合特性、研究解耦方法。磁悬浮PMSPM是一个多输入、多输出、强耦合系统,要实现其稳定的悬浮控制,就需要对六个自由度上的电磁力和转矩进行解耦。本文对传统dq变换方法在多自由度上的应用进行分析,得出dq变换虽然可以实现对电磁力的控制,但对电磁力控制的同时会在其它自由度上产生附加转矩。针对传统dq变换方法在多自由度运动控制中的局限性,提出采用广义逆矩阵的直接解耦方法,这样可以直接解除六自由度上的电磁力和转矩与十六相绕组电流之间的耦合。通过电磁力和转矩解耦控制实验,得出该方法能够高效地解除电磁力和转矩与电流间的耦合,同时也得出该方法的解耦性能主要依赖于电磁模型的精度。在实际应用中,电机的加工制造偏差会降低系统的解耦性能,因此采用扩张状态观测器对磁悬浮PMSPM系统的解耦进行动态补偿。通过在单一自由度上施加位置阶跃信号,验证该自由度的运动对其它自由度的耦合程度,结果表明采用静态解耦加动态补偿的系统比仅采用静态解耦系统具有更好的解耦性能。建立动力学模型、研究磁悬浮PMSPM六自由度闭环控制策略。磁悬浮PMSPM解耦后,可以将每个自由度的运动控制视为一个独立的子系统。磁悬浮PMSPM的电磁力和转矩随着气隙高度增加近似指数规律衰减,且磁悬浮PMSPM在正常工作中要产生悬浮力抵消动子产生的重力,针对上述特点建立重力补偿模型。对磁悬浮PMSPM系统的控制律进行分析,得出磁悬浮系统具有零阻尼的特性,该结论为控制器设计提供重要依据。由于动线圈式磁悬浮PMSPM动子需要外接线缆及冷却水管等附件,因此动子在运动过程中会产生附加的力扰动,为了减小附加力扰动对系统控制性能的影响,在综合考虑现有控制平台硬件条件的基础上,采用变论域模糊方法对PID参数进行在线调整。通过与多种算法进行对比,得出该方法具有更高的鲁棒性。搭建磁悬浮PMSPM控制平台、分析运动特性。本文以NI PXI-8110控制器为核心搭建运动控制平台。设计和制定磁悬浮PMSPM六自由度位置测量方案,对采样数据进行必要的滤波处理,实现磁悬浮PMSPM动子位置的实时解算。通过辅助和限位机构实现磁悬浮PMSPM的单自由度运动控制,在单自由度运动控制的基础上实现磁悬浮PMSPM的六自由度运动控制。通过前馈-反馈控制结构有效的提高系统动态性能,减小位置跟随误差。为了能够设计高性能的前馈通路,对磁悬浮PMSPM前馈系数变化规律进行分析。根据前馈系数曲线变化平滑、连续的特点,提出了一种基于协方差重置的最小二乘法磁悬浮PMSPM加速度前馈系数动态补偿的方法。通过实验对比分析了无前馈、固定前馈系数及本文提出的前馈控制,结果表明本文提出的方法具有更好的位置跟随性能。综上所述,本文对磁悬浮PMSPM运动控制及其相关技术进行深入研究,通过仿真和实验验证本文所提出方法的正确性。对磁悬浮PMSPM在光刻机及高精度平面运动领域中的应用具有一定的理论意义与实用价值。
郑友[7]（2019）在《大马力拖拉机组合式变速器动力换挡控制研究》文中研究指明动力换挡变速器具有换挡过程功率流不中断以及自适应作业负载波动的特点,在提升农业生产效率方面相比传统手动机械变速器具有显着的优越性,因而具有可观的应用前景。深入研究动力换挡技术,为我国自主研发动力换挡变速器提供理论基础,是推进我国拖拉机变速器产业转型升级的现实需要。本文针对大马力拖拉机组合式变速器动力换挡控制过程、控制目标、控制方法以及控制元件工作特性进行了深入研究。研究内容如下:（1）分析组合式变速器三段变速机构串联传动的结构特点,解析了动力换挡工作过程,设计了与组合式变速器相匹配的电液控制系统液压回路,建立了拖拉机传动系统仿真模型。（2）进行动力换挡分相动力学分析,将动力换挡过程分为低挡转矩相,滑磨相和高挡转矩相,导出各相冲击度、滑磨功和输出转矩计算式,构建了动力换挡品质三因素评价体系。（3）在分析动力换挡品质关键影响因素的基础上,提出运用模式搜索算法优化动力换挡品质。联立离合器油压线性变化规律表达式、各相换挡品质评价指标计算式构建换挡品质多目标优化函数,采用加权系数法对多目标函数进行预处理,精确优化了离合器油压变化规律,有效改善了动力换挡品质。（4）为了减少动力换挡过程中离合器接合瞬间产生的轴向动载荷,设计了离合器活塞在空行程阶段的目标位移变化规律,实现了离合器位移跟踪控制,并提出一种减小离合器位移跟踪误差的优化方法,提高了离合器位移跟踪精度。（5）针对传统开关阀复位弹簧疲劳失效问题,设计了一种采用微电机驱动的新型开关阀,建立了新型开关阀动力学模型,研究了其动态特性和静态特性。新型开关阀通过丝杠自锁维持阀芯位置恒定,具有稳定的开关性能。
郭聪聪[8]（2018）在《数控车床进给系统静动态特性分析及实验研究》文中研究说明装备制造行业不仅在国内得到高度重视,放眼于世界平台,也同样占据着不容撼动的一席之地。国内外研究生产的数控车床进给系统,基本结构相差无几,但是国内研发生产的数控车床进给系统加工能力不强,加工产品精度及稳定性能不高,难以适用于高精度产品加工。本文从进给系统理论分析和仿真实验两个角度,系统研究了数控车床进给系统的驱动方式、动力学模型及其静动态特性,提高了数控进给系统的加工性能。本文研究对象为L-200系列高性能数控车床进给系统,通过有限元法,建立合适的进给系统动力学数学模型。分析研究该系列数控进给系统在复杂工况下的静动态特性,并对动力学模型进行相关试验验证对比。研究的主要内容如下:首先,论述进给系统设计理论基础,从静力变形与动态分析的有限元法进行设计建模与分析。系统分析L-200系列高性能数控车床进给系统的动力学模型,结合L-200系列机床的性能指标和切削要求,完成了对进给系统精度高、平稳性强、惯量小等核心要求的设定。开展SSDLFS动力学模型传动机构的特性计算,主要涵盖扭转载荷、轴向载荷、丝杠变形等五个方面,阐明了该动力学模型伺服系统组成及各部分作用,对位置单元和速度单元进行了计算。其次,通过雷尼绍镭射仪对多个变量进行了检测,所得结果与计算结果进行对比,结果表明:误差在可控范围之内,其中输出扭矩误差仅为2.08%。镭射仪X轴与Z轴方向的检测精度高,数据准确性高,验证了数学模型建立的可行性。依据有限元法,通过ANSYS分析软件建立了L-200高性能数控车床进给系统有限元模型。详细介绍了该模型建立的整个过程,其中包括进给系统ANSYS模型的建立,单元类型的选择,划分网格设置以及接合面的动力学建模。最后,对L-200高性能数控车床进给系统有限元模型进行静动态特性分析研究,其中,针对关键零部件--滚珠丝杠及进给系统进行了静动态特性分析,最终得出进给系统产生共振的原因,并指出改善方法。
金龙[9]（2018）在《卷板机自动送料系统设计与研究》文中研究说明卷板机滚弯成形技术是使金属板材根据三点成圆原理,利用工作辊相对位置变化和旋转运动,使板材产生连续弹塑性弯曲而获得预定形状及精度的工件,已经广泛地应用于航空航天、军工兵器、汽车工业、机车车辆等行业。但是,目前多数板材卷制的场合,卷板机的上料操作主要采用人工送料的方式,存在着卷制质量差、生产效率低以及易产生安全事故等问题。卷板机自动送料技术是一种用于卷板机卷制板材时上料的技术,具有高效率、高安全性等优点,其应用有助于提高卷板机板材卷制的自动化水平和板材的卷制质量。因此,本文结合卷板机上料动作的要求,设计与研制一套可应用于卷板机进行板材卷制的自动送料系统,主要研究工作如下:（1）对卷板机进行板材卷制时上料流程进行分析,设计自动送料系统的整体方案以实现板材的搬运与推送功能,分别对搬运装置（含真空吸盘装置）和推料装置进行结构与驱动系统设计。（2）建立了搬运装置的几何参数模型,以有限元理论为依据,利用ABAQUS软件对搬运装置在拾取板材工位下进行了静力与模态分析。静力分析结果显示所设计搬运装置的结构强度与刚度满足要求,模态分析求出搬运装置前6阶固有频率,当搬运装置处于低速运行情况下,需要考虑错开外在激振频率从而提高装置工作的稳定性。（3）根据自动送料系统工作流程搭建数控系统硬件部分,控制系统采用典型“HMI+PLC”结构,分析与研究各硬件之间通讯方式。软件部分主要分析伺服电机控制方式以及利用编码器进行转速测量。（4）针对板材搬运的平稳性问题,研究对伺服电机在启动时速度模糊PI控制。利用MATLAB/Simulink软件对伺服电机进行仿真,将模糊PI控制与传统PI控制进行对比,显示前者的速度响应加快且稳定时间大大缩短,具有较高调节精度、较小的速度超调量,从而一定程度上减弱板材搬运过程中抖动现象。
辛大奇[10]（2018）在《机械臂机电耦合特性的仿真与实验研究》文中提出机器人的出现,一定程度上将人类的双手从枯燥的重复工作中解放,工业机器人则是机器人领域中发展最快的,她可完成如搬运、喷漆、焊接、涂胶、码垛等重复性工作。虽然工业机器人技术已经很成熟了,但是依旧存在许多问题,智能化程度越高的机器人,导致人类参与其工作的时间越少,所以对机器人的运行稳定性、使用寿命、维护周期等要求会相应提高。工业应用的串联机械臂是由电机和机械臂本体组成,电机的选型与机械臂结构的匹配问题就会凸显,需要深入研究,为机器人满足工业需求提供技术支持。本文以串联型机械臂为研究对象,对机械臂运动学快速建模、逆运动学求解、机械臂动力学建模基于机械臂动力学的轨迹规划、机械臂机电耦合特性等研究,并通过仿真与实进行验证。主要研究内容如下:（1）机械臂运动学分析。在Solidworks中建立机械臂三维模型,通过与MatLab无缝连接建立机械臂的机械-电气控制系统与运动学模型,并在MatLab中设计人机控制界面用于机械臂的运动控制和机械臂的可视化仿真。根据Piper三轴汇交原则,机械臂具有封闭解,对机械臂逆运动学进行求解,编写程序进行计算,对计算结果与实际情况进行比对,验证了计算模型的正确性。（2）机械臂动力学分析。根据拉格朗日方法建立机械臂的动力学方程,对机械臂的逆动力学进行求解,得到机械臂的力或力矩矩阵方程。根据运动学建立的模型基础,在ADAMS中建立机械臂可视化动力学模型,给机械臂各关节施加力或力矩,联合MatLab利用经典PID控制策略建立控制系统,对机械臂的轨迹进行规划,在ADAMS中绘制机械臂末端执行器的运动轨迹,证明了该动力学模型的有效性。（3）机械臂机电耦合仿真研究。以Clark和Park变换为基础,在MatLab中建立机械臂关节的机电耦合模型,采用空间电压矢量控制技术（SVPWM）搭建机械臂关节伺服控制系统,通过改变电机固有参数,仿真分析机械臂关节的运动性能。根据仿真结果分析电机参数与机械臂本体的匹配程度对机械臂运动性能以及动态响应特性的影响,为电机的选型提供理论基础。（4）机械臂机电耦合实验研究。虚拟仿真实验完成之后,以Dobot为实验对象,搭建实验平台,完成了机械臂的实时运动控制和可视化监控,验证了运动学模型的正确性。与广州数控生产的RB型工业机械臂为对比,对机械臂的机电耦合进行实验,绘制机械末端的运动轨迹,以轨迹的平滑度为性能参考指标,实验验证了电机参数对机械臂运行性能的影响,为机械臂的进一步改进的设计提供实验数据。
二、基于虚位移原理的伺服进给电机转矩选配方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于虚位移原理的伺服进给电机转矩选配方法（论文提纲范文）
（1）磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆主动稳定杆原理及控制研究现状 |
| 1.2.2 磁阻电机非线性振动及控制研究现状 |
| 1.2.3 机电系统机电耦合非线性振动及控制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 车用主动横向稳定杆磁阻电机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机式主动横向稳定杆及目标转矩计算 |
| 2.2.1 电机式主动横向稳定杆系统 |
| 2.2.2 磁阻电机目标转矩计算 |
| 2.3 磁阻电机设计及有限元分析 |
| 2.3.1 磁阻电机设计 |
| 2.3.2 磁阻电机有限元静态磁场分析 |
| 2.3.3 磁阻电机有限元瞬态磁场分析 |
| 2.4 磁阻电机加载实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁阻电机非线性磁链模型 |
| 3.2.1 基于指数函数的磁链模型 |
| 3.2.2 磁阻电机磁链检测 |
| 3.2.3 磁链模型参数估计 |
| 3.3 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合特性 |
| 3.3.1 机电耦合动力学模型 |
| 3.3.2 系统非线性方程求解 |
| 3.3.3 系统稳定性分析 |
| 3.4 负载激励下系统耦合特性仿真与实验 |
| 3.4.1 系统耦合特性数值仿真 |
| 3.4.2 系统耦合振动实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁阻电机式主动稳定杆电气-电磁耦合特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功率变换器数学模型 |
| 4.2.1 磁阻功率变换器时域分析 |
| 4.2.2 磁阻功率变换器迭代离散模型 |
| 4.3 功率变换器稳定性分析 |
| 4.3.1 功率变换器离散分析 |
| 4.3.2 功率变换器离散系统稳定性 |
| 4.3.3 功率变换器分岔特性 |
| 4.4 功率变换器耦合特性仿真与实验 |
| 4.4.1 功率变换器耦合特性时域仿真 |
| 4.4.2 功率变换器耦合特性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁阻电机式主动稳定杆系统非线性控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机式主动横向稳定杆车辆瞬态侧倾模型 |
| 5.2.1 前后轴主动横向稳定杆输出力矩模型 |
| 5.2.2 前后轴电机输出转矩模型 |
| 5.3 磁阻电机式主动横向稳定杆控制方法研究 |
| 5.3.1 电机式主动横向稳定杆总体控制策略 |
| 5.3.2 外环控制器设计 |
| 5.3.3 内环控制器设计 |
| 5.4 基于CarSim的系统控制仿真 |
| 5.4.1 基于Car Sim仿真方案 |
| 5.4.2 车辆动力学性能仿真 |
| 5.4.3 磁阻电机性能仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 磁阻电机式主动稳定杆控制系统设计及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制系统硬件电路设计 |
| 6.2.1 控制系统架构和最小核心系统 |
| 6.2.2 功率变换电路及驱动电路 |
| 6.2.3 相电流及转子位置信号检测电路 |
| 6.3 控制系统软件设计 |
| 6.3.1 主程序设计 |
| 6.3.2 信号采样程序设计 |
| 6.3.3 转子位置状态及中断程序 |
| 6.4 磁阻电机式主动稳定杆控制实验 |
| 6.4.1 控制系统实验平台设计 |
| 6.4.2 路面激励下车辆侧倾实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于Mecanum轮的全方位AGV结构设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 Mecanum轮国内外研究现状 |
| 1.2.1 典型的全方位驱动轮 |
| 1.2.2 Mecanum轮的结构研究现状 |
| 1.2.3 Mecanum轮的辊子曲线研究现状 |
| 1.2.4 基于Mecanum轮的全方位AGV的运动学研究现状 |
| 1.2.5 Mecanum轮式AGV的应用 |
| 1.3 升降机构研究现状 |
| 1.3.1 升降机构分类及特点 |
| 1.3.2 剪叉式升降机构研究状况 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 Mecanum轮的结构设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AGV的设计要求 |
| 2.3 Mecanum轮选型 |
| 2.4 Mecanum轮的辊子研究 |
| 2.4.1 辊子母线参数化建模 |
| 2.4.2 辊子几何参数匹配 |
| 2.4.3 辊子结构及材料选择 |
| 2.5 Mecanum轮的轮毂研究 |
| 2.5.1 轮毂加工方法 |
| 2.5.2 轮毂结构改进 |
| 2.5.3 轮毂材料选择 |
| 2.6 Mecanum轮的静力分析 |
| 2.6.1 简化模型 |
| 2.6.2 定义材料属性及设定接触 |
| 2.6.3 划分网格及施加载荷与约束 |
| 2.6.4 求解及后处理 |
| 2.6.5 结论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 全方位AGV的结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计参数 |
| 3.3 AGV轮组模块化设计 |
| 3.3.1 轮组设计方案 |
| 3.3.2 驱动电机与减速器的选择 |
| 3.3.3 驱动电机与减速器的选用 |
| 3.4 升降机构模块化设计 |
| 3.4.1 升降机构设计方案 |
| 3.4.2 升降机构基本参数的确定 |
| 3.4.3 滚珠丝杠选型 |
| 3.4.4 同步带选型 |
| 3.4.5 步进电机选型 |
| 3.5 其他机构结构设计 |
| 3.5.1 减振缓冲系统 |
| 3.5.2 供电系统 |
| 3.5.3 平台车身 |
| 3.5.4 控制系统 |
| 3.6 整车总体装配 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 全方位AGV的运动学、动力学分析与仿真 |
| 4.1 AGV底盘运动学分析 |
| 4.2 AGV底盘动力学分析 |
| 4.2.1 惯性力矩τ_(Li) |
| 4.2.2 阻力矩τ_(Fi) |
| 4.2.3 总力矩τ_i |
| 4.3 AGV底盘仿真分析 |
| 4.3.1 AGV平台的前期处理 |
| 4.3.2 几种典型运动的ADAMS仿真分析 |
| 4.3.3 仿真结果分析 |
| 4.4 剪叉升降机构的动力学分析 |
| 4.5 剪叉升降机构的仿真分析 |
| 4.5.1 剪叉升降机构的前期处理 |
| 4.5.2 升降机构的ADAMS仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Mecanum轮辊子与地面的接触理论及分析 |
| 5.1 辊子与地面的接触范围及受力分析 |
| 5.1.1 接触范围分析 |
| 5.1.2 接触受力分析 |
| 5.2 基于赫兹理论的辊子接触分析 |
| 5.2.1 赫兹理论 |
| 5.2.2 辊子接触求解 |
| 5.3 Mecanum轮瞬态动力学分析 |
| 5.3.1 理论分析 |
| 5.3.2 仿真分析 |
| 5.4 辊子的优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 AGV的样机制作与测试 |
| 6.1 样机制作 |
| 6.2 圆跳动试验 |
| 6.3 全方位运动性能测试 |
| 6.4 运动参数测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并联机构的构型综合 |
| 1.2.2 运动学建模与性能评价 |
| 1.2.3 刚体动力学建模与性能评价 |
| 1.2.4 静刚度建模与性能评价 |
| 1.2.5 弹性动力学建模与动态特性评价 |
| 1.2.6 设计理论与方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 过约束1T2R机构构型综合与TriMule机器人概念设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 过约束1T2R并联机构的构型综合 |
| 2.2.1 构型综合策略 |
| 2.2.2 含恰约束从动支链的构型综合 |
| 2.2.3 不含恰约束从动支链的构型综合 |
| 2.3 拓扑构型的筛选准则 |
| 2.3.1 准则一:位姿能力匹配的恰当性 |
| 2.3.2 准则二:支链结构的力学合理性 |
| 2.3.3 准则三:机器人模块的可重构性 |
| 2.3.4 准则四:位置正逆解析解的简易性 |
| 2.4 五自由度混联机器人的概念设计 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 运动学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系建立 |
| 3.3 位置分析 |
| 3.3.1 位置逆解模型 |
| 3.3.2 位置正解模型 |
| 3.4 工作空间分析 |
| 3.4.1 可达空间解析 |
| 3.4.2 任务空间解析 |
| 3.4.3 任务空间/机构体积比的定义 |
| 3.5 运动传递特性分析 |
| 3.5.1 运动传递模型 |
| 3.5.2 切向与法向运动传递特性的定义 |
| 3.5.3 切向运动传递特性的各向同性条件 |
| 3.6 关键参数对运动学性能的影响规律 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 刚体动力学建模与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刚体动力学建模 |
| 4.2.1 速度建模 |
| 4.2.2 加速度建模 |
| 4.2.3 刚体动力学模型 |
| 4.3 1T2R机构的加减速特性分析 |
| 4.3.1 简化的刚体动力学模型 |
| 4.3.2 切向与法向加减速特性的定义 |
| 4.3.3 关键参数对加减速特性的影响规律 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 静刚度建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 整机静刚度建模 |
| 5.2.1 1T2R机构刚度建模 |
| 5.2.1.1 受力分析与公共约束力系分解 |
| 5.2.1.2 笛卡尔刚度矩阵与界面刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.1.3 界面刚度矩阵与元件刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.1.4 笛卡尔刚度矩阵与元件刚度矩阵间的关系 |
| 5.2.2 A/C摆角头与整机刚度建模 |
| 5.3 1T2R机构的柔度特性分析 |
| 5.3.1 驱动与约束柔度矩阵的构造 |
| 5.3.2 柔度特性的定义 |
| 5.3.3 参考位形下的柔度特性解析 |
| 5.3.4 参考位形下切向柔度的各向同性条件 |
| 5.3.5 关键参数对柔度特性的影响规律 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 弹性动力学建模与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 弹性动力学建模 |
| 6.2.1 1T2R机构弹性动力学建模 |
| 6.2.1.1 空间支链的动能和弹性势能 |
| 6.2.1.2 平面混联运动链的动能和弹性势能 |
| 6.2.2 A/C摆角头的动能和弹性势能 |
| 6.2.3 整机弹性动力学模型 |
| 6.3 基于简化模型的动态特性分析 |
| 6.3.1 弹性动力学模型的简化 |
| 6.3.2 关键参数对低阶动态特性的影响规律 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 TriMule机器人的设计理论与方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 设计目标与设计策略 |
| 7.3 A/C摆角头的设计 |
| 7.3.1 机械结构设计方案简介 |
| 7.3.2 基于综合性能驱动的主参数设计方法 |
| 7.3.2.1 减速器刚度配置准则 |
| 7.3.2.2 减速器/伺服电机选型 |
| 7.3.3 设计实例 |
| 7.4 1T2R机构的设计 |
| 7.4.1 机械结构设计方案简介 |
| 7.4.2 基于综合性能驱动的主参数设计方法 |
| 7.4.2.1 主参数的定义 |
| 7.4.2.2 主参数与性能评价指标的响应面分析汇总 |
| 7.4.2.3 主参数的优化设计方法与步骤 |
| 7.4.2.4 伺服电机选型 |
| 7.5 整机性能快速预估流程与步骤 |
| 7.6 工程实例 |
| 7.6.1 设计结果与综合性能预估 |
| 7.6.2 综合性能实验验证 |
| 7.6.2.1 位姿能力实验 |
| 7.6.2.2 加减速能力实验 |
| 7.6.2.3 实验模态分析 |
| 7.7 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 1T2R机构的参考位形与尺度参数 |
| 附录 B 响应面模型 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）伺服系统齿轮机械偏差补偿方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 伺服控制技术的发展及研究现状 |
| 1.2.2 齿隙偏差补偿技术的发展及研究现状 |
| 1.2.3 齿轮齿条偏差补偿的发展及研究现状 |
| 1.3 齿隙补偿关键技术分析 |
| 1.3.1 齿隙系统建模 |
| 1.3.2 控制方法 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第2章 含齿隙伺服系统建模及性能分析 |
| 2.1 齿隙非线性模型 |
| 2.1.1 迟滞模型 |
| 2.1.2 死区模型 |
| 2.1.3 振-冲模型 |
| 2.2 齿轮间啮合数学模型 |
| 2.2.1 齿轮传动不含齿隙动力学模型 |
| 2.2.2 齿轮传动含齿隙动力学模型 |
| 2.2.3 齿轮间传动仿真研究 |
| 2.3 齿轮齿条间啮合数学模型 |
| 2.3.1 齿轮齿条传动不含齿隙动力学模型 |
| 2.3.2 齿轮齿条传动含齿隙动力学模型 |
| 2.3.3 齿轮齿条间传动仿真研究 |
| 2.4 连续齿隙影响数学模型 |
| 2.4.1 连续齿隙对系统影响分析 |
| 2.4.2 连续齿隙对系统影响仿真研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 六相感应电机模型及性能分析 |
| 3.1 六相感应电机自然基底数学模型 |
| 3.1.1 电压方程 |
| 3.1.2 磁链方程 |
| 3.1.3 电磁转矩方程 |
| 3.1.4 运动方程 |
| 3.2 六相感应电机空间解耦变换 |
| 3.2.1 多维系统解耦变换 |
| 3.2.2 六维空间的解耦变换 |
| 3.3 六相感应电机谐波基下的数学模型 |
| 3.3.1 电压方程 |
| 3.3.2 磁链方程 |
| 3.3.3 电磁转矩方程 |
| 3.3.4 运动方程 |
| 3.4 六相感应电机仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 六相感应电机SVPWM方案设计 |
| 4.1 SVPWM技术基本原理 |
| 4.1.1 六相逆变器的结构 |
| 4.1.2 空间电压矢量 |
| 4.1.3 空间电压矢量的合成 |
| 4.2 六相SVPWM方案 |
| 4.2.1 六相空间电压矢量分布 |
| 4.2.2 原始矢量SVPWM方案设计 |
| 4.2.3 中间矢量SVPWM方案设计 |
| 4.2.4 优化中间矢量SVPWM方案设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于齿隙补偿的交流伺服系统直接转矩控制 |
| 5.1 直接转矩控制原理 |
| 5.1.1 磁链与转矩调节器 |
| 5.1.2 定子磁链观测器 |
| 5.1.3 电压矢量开关表 |
| 5.2 基于交流伺服系统的SVPWM的直接转矩控制 |
| 5.2.1 六相伺服电机SVPWM直接转矩控制原理 |
| 5.2.2 基于齿隙补偿交流伺服系统直接转矩控制 |
| 5.3 基于齿隙补偿交流伺服系统直接转矩控制仿真验证 |
| 5.3.1 基于原始矢量SVPWM直接转矩控制六相伺服电机仿真验证 |
| 5.3.2 基于优化中间矢量SVPWM直接转矩控制六相伺服电机仿真验证 |
| 5.3.3 基于交流伺服系统齿隙传动直接转矩控制仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）四自由度双动平台高速并联机器人机构动力学优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 四自由度(3T1R)高速并联机器人机构研究现状 |
| 1.2.1 单动平台四自由度高速并联机器人机构 |
| 1.2.2 双动平台四自由度高速并联机器人机构 |
| 1.3 高速并联机器人相关设计理论研究现状 |
| 1.3.1 刚体动力学与刚体动力学尺度综合 |
| 1.3.2 弹性动力学 |
| 1.3.3 动态优化设计 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 四自由度双动平台高速并联机器人机构与运动学 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 四自由度双动平台高速并联机器人机构简介 |
| 2.3 四自由度双动平台高速并联机器人正反解分析 |
| 2.3.1 位置反解 |
| 2.3.2 位置正解 |
| 2.3.3 正反解算例分析 |
| 2.4 四自由度双动平台高速并联机器人速度与加速度分析 |
| 2.4.1 速度分析 |
| 2.4.2 加速度分析 |
| 2.4.3 速度、加速度算例分析 |
| 2.5 四自由度双动平台高速并联机器人奇异性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 四自由度高速并联机器人刚体动力学分析与设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刚体动力学模型 |
| 3.2.1 完备刚体动力学模型 |
| 3.2.2 简化刚体动力学模型 |
| 3.2.3 模型验证 |
| 3.3 刚体动力学性能评价指标 |
| 3.3.1 主动臂输入转矩中各项贡献度研究 |
| 3.3.2 动力矩阵奇异值评价指标 |
| 3.3.3 单位加速度最大转矩评价指标 |
| 3.3.4 最大等效转动惯量评价指标 |
| 3.4 刚体动力学尺度综合 |
| 3.4.1 工作空间与设计变量 |
| 3.4.2 约束条件 |
| 3.4.3 目标函数 |
| 3.4.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 四自由度高速并联机器人弹性动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 四自由度高速并联机器人有限元建模 |
| 4.3 单元动力学模型 |
| 4.3.1 单元位移函数和形函数的求解 |
| 4.3.2 单元动能和单元质量矩阵的求解 |
| 4.3.3 单元变形能和单元刚度矩阵的求解 |
| 4.3.4 单元弹性动力学方程 |
| 4.4 主动臂和从动臂弹性动力学模型 |
| 4.4.1 主动臂弹性动力学方程 |
| 4.4.2 从动臂弹性动力学方程 |
| 4.5 刚体与弹性体之间的约束关系 |
| 4.5.1 刚体与弹性体之间的运动学约束关系 |
| 4.5.2 刚体与弹性体之间的动力学约束关系 |
| 4.6 支链弹性动力学模型 |
| 4.7 系统弹性动力学模型 |
| 4.8 四自由度高速并联机器人动态特性分析 |
| 4.8.1 模态分析 |
| 4.8.2 动态响应分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 动态综合优化设计与可达灵活工作空间分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动态综合优化设计流程 |
| 5.3 弹性动力学性能评价指标 |
| 5.4 弹性动力学优化设计 |
| 5.4.1 设计变量 |
| 5.4.2 约束条件 |
| 5.4.3 目标函数 |
| 5.4.4 算例分析 |
| 5.5 动态综合优化迭代设计 |
| 5.6 可达灵活工作空间分析 |
| 5.6.1 影响可达灵活工作空间的因素 |
| 5.6.2 可达灵活工作空间的确定方法 |
| 5.6.3 算例分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 四自由度高速并联机器人虚拟样机设计与轨迹规划 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 四自由度高速并联机器人虚拟样机设计 |
| 6.2.1 主动臂与从动臂设计 |
| 6.2.2 动平台设计 |
| 6.2.3 末端执行器选型 |
| 6.2.4 电机选型 |
| 6.2.5 整体样机设计 |
| 6.3 四自由度高速并联机器人轨迹规划 |
| 6.3.1 运动规律优选 |
| 6.3.2 路径规划 |
| 6.3.3 路径插补点计算与输入曲线求解 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B 通过符号运算求得单元质量矩阵的具体形式 |
| 附录 C 攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况 |
（6）同心式绕组磁悬浮永磁同步平面电机建模及控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 磁悬浮平面电机控制及其相关技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 磁悬浮平面电机电磁建模 |
| 1.2.2 磁悬浮平面电机电磁力和转矩解耦 |
| 1.2.3 磁悬浮平面电机多自由度运动控制 |
| 1.3 磁悬浮平面电机控制的关键问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 同心式绕组磁悬浮PMSPM电磁建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 同心式绕组磁悬浮PMSPM结构特点及工作原理 |
| 2.2.1 同心式绕组磁悬浮PMSPM结构特点 |
| 2.2.2 同心式绕组磁悬浮PMSPM工作原理 |
| 2.2.3 磁悬浮PMSPM性能测试 |
| 2.3 HALBACH永磁阵列磁场建模 |
| 2.3.1 坐标定义及变换 |
| 2.3.2 动子坐标系下磁场建模 |
| 2.4 电磁力和转矩精确建模 |
| 2.4.1 直线部分建模 |
| 2.4.2 弯角部分建模 |
| 2.4.3 磁悬浮PMSPM电磁模型 |
| 2.5 电磁模型验证 |
| 2.5.1 电磁力和转矩特性分析 |
| 2.5.2 电磁模型精度验证 |
| 2.5.3 电磁模型实时性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 磁悬浮PMSPM电磁力和转矩解耦控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁悬浮PMSPM电磁力和转矩耦合特性分析 |
| 3.2.1 带电导体在永磁阵列中力特性分析 |
| 3.2.2 三相绕组耦合特性分析 |
| 3.2.3 磁悬浮PMSPM耦合特性分析 |
| 3.3 磁悬浮PMSPM解耦控制 |
| 3.3.1 磁悬浮PMSPM能控性验证 |
| 3.3.2 基于广义逆矩阵的解耦算法 |
| 3.3.3 解耦电流特性分析 |
| 3.3.4 开环解耦控制实验 |
| 3.4 基于扩张状态观测器的动态补偿 |
| 3.4.1 解耦动态补偿设计 |
| 3.4.2 解耦动态补偿仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁悬浮PMSPM六自由度动力学建模及控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 六自由度动力学建模 |
| 4.2.1 六自由度运动方程 |
| 4.2.2 z方向重力补偿建模 |
| 4.3 控制律及控制系统精度分析 |
| 4.3.1 六自由度控制系统结构 |
| 4.3.2 磁悬浮系统控制律分析 |
| 4.3.3 扰动及噪声条件下系统位置精度分析 |
| 4.3.4 模型偏差对位置精度影响分析 |
| 4.4 变论域模糊PID闭环控制 |
| 4.4.1 模糊PID控制 |
| 4.4.2 模糊PID控制仿真分析 |
| 4.4.3 变论域分析 |
| 4.4.4 变论域模糊PID控制仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磁悬浮PMSPM控制平台搭建及运动特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 六自由度运动控制平台设计及位置测量 |
| 5.2.1 运动控制平台及程序结构 |
| 5.2.2 位置测量及解算 |
| 5.2.3 控制系统实时性分析 |
| 5.3 磁悬浮PMSPM单自由度运动控制 |
| 5.3.1 x和y轴水平运动控制 |
| 5.3.2 z轴悬浮运动控制 |
| 5.3.3 θ_x、θ_y和θ_z轴转动运动控制 |
| 5.4 磁悬浮PMSPM六自由度运动控制 |
| 5.4.1 悬浮定位控制 |
| 5.4.2 水平运动控制 |
| 5.4.3 负载条件下运动控制 |
| 5.5 磁悬浮PMSPM加速度前馈控制 |
| 5.5.1 加速度前馈系数特性分析 |
| 5.5.2 基于协方差重置最小二乘法加速度前馈控制 |
| 5.5.3 位置轨迹跟随实验及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）大马力拖拉机组合式变速器动力换挡控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 拖拉机变速器简介 |
| 1.2.1 手动机械式变速器 |
| 1.2.2 静液压变速器 |
| 1.2.3 动力换挡变速器 |
| 1.3 动力换挡变速器国内外应用现状 |
| 1.4 动力换挡关键技术研究进展 |
| 1.5 课题来源与主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 组合式变速器基本结构及传动系统建模 |
| 2.1 组合式变速器机械结构 |
| 2.2 组合式变速器动力传递路径 |
| 2.2.1 动力换挡变速段动力传递过程分析 |
| 2.2.2 爬行模式下主变速段动力传递过程分析 |
| 2.3 电液控制系统组成及工作原理 |
| 2.4 传动系统仿真模型的建立 |
| 2.4.1 柴油机模型 |
| 2.4.2 组合式变速器模型 |
| 2.4.3 主减速器和差速器总成模型 |
| 2.4.4 轮胎模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 动力换挡分相动力学分析 |
| 3.1 动力换挡分相依据和目的 |
| 3.1.1 动力换挡分相依据 |
| 3.1.2 动力换挡评价指标 |
| 3.2 低挡转矩相分析 |
| 3.3 滑磨相分析 |
| 3.4 高挡转矩相分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于模式搜索的动力换挡最优控制 |
| 4.1 动力换挡关键参数对比分析 |
| 4.1.1 低挡离合器初始油压对换挡品质的影响 |
| 4.1.2 高挡离合器结束油压对换挡品质的影响 |
| 4.1.3 换挡时间滞后量对换挡品质的影响 |
| 4.1.4 对比分析结论 |
| 4.2 模式搜索算法 |
| 4.3 优化设计步骤 |
| 4.3.1 设计优化变量 |
| 4.3.2 建立约束条件 |
| 4.3.3 构建目标函数 |
| 4.4 优化效果分析 |
| 4.4.1 优化指标收敛过程 |
| 4.4.2 离合器油压变化规律优化结果 |
| 4.4.3 各评价指标优化前后对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 动力换挡离合器位移优化与跟踪控制 |
| 5.1 离合器控制单元 |
| 5.1.1 离合器控制单元执行机构的组成及工作原理 |
| 5.1.2 高速开关阀结构及工作原理 |
| 5.1.3 PID闭环反馈控制 |
| 5.2 离合器液压缸活塞运动规律设计 |
| 5.3 电液伺服控制系统数学模型 |
| 5.3.1 高速开关阀电磁系统模型 |
| 5.3.2 阀芯机械运动模型 |
| 5.3.3 液压回路模型 |
| 5.3.4 活塞运动学模型 |
| 5.3.5 PWM信号控制器 |
| 5.4 仿真与结果分析 |
| 5.4.1 Simulink模型及仿真条件设置 |
| 5.4.2 PWM信号频率对活塞位移跟踪精度的影响 |
| 5.4.3 活塞位移跟踪精度优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 动力换挡控制元件新型开关阀设计 |
| 6.1 传统开关阀问题分析 |
| 6.2 新型微电机驱动开关阀结构及工作原理 |
| 6.3 新型微电机驱动开关阀动力学模型 |
| 6.4 仿真模型的建立 |
| 6.5 新型微电机驱动开关阀性能仿真分析 |
| 6.5.1 动态响应特性 |
| 6.5.2 静态特性 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）数控车床进给系统静动态特性分析及实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外机床研究现状 |
| 1.2.1 进给系统研究现状 |
| 1.2.2 动态特性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 进给系统设计理论基础 |
| 2.1 进给系统分析的基本原理 |
| 2.2 弹性力学理论 |
| 2.3 静力变形的有限元法 |
| 2.4 动态分析的有限元法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 数控车床进给系统动力学模型 |
| 3.1 L-200系列高性能CNC机床简介 |
| 3.1.1 L-200系列高性能CNC机床设计 |
| 3.1.2 L-200系列车床进给系统设计 |
| 3.2 SSDLFS动力学模型及特性计算 |
| 3.2.1 传动机构 |
| 3.2.2 伺服系统 |
| 3.3 动力学模型的实验验证 |
| 3.3.1 实验装置简介 |
| 3.3.2 结果对比与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 进给系统有限元模型 |
| 4.1 直线进给系统动力学有限元模型 |
| 4.1.1 进给系统结合面等效模型 |
| 4.1.2 结合面参数的理论基础 |
| 4.2 结合面的动力学建模 |
| 4.3 进给系统ANSYS模型建立 |
| 4.4 单元类型选择 |
| 4.5 划分网格 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 进给系统静动态特性分析 |
| 5.1 关键零部件静动态特性分析 |
| 5.1.1 轴承径向刚度计算 |
| 5.1.2 滚珠丝杠有限元模型建立 |
| 5.1.3 静力学求解和分析 |
| 5.1.4 滚珠丝杠模态分析 |
| 5.2 进给系统整机静动态特性分析 |
| 5.2.1 进给系统整机静力学分析 |
| 5.2.2 进给系统整机模态分析 |
| 5.3 计算结果的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）卷板机自动送料系统设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 卷板机介绍 |
| 1.3 国内外卷板机自动送料发展现状及趋势 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.3.3 自动送料技术发展趋势 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 1.5 课题的来源与本文主要研究内容 |
| 第二章 自动送料系统整机结构分析与设计 |
| 2.1 卷板机自动上料流程分析 |
| 2.2 卷板机自动送料系统整机设计 |
| 2.2.1 板料搬运装置设计 |
| 2.2.2 板料推送装置结构设计 |
| 2.3 各执行机构设计 |
| 2.3.1 板料搬运机械手机械结构设计 |
| 2.3.2 板料推送装置机械结构设计 |
| 2.4 自动送料系统的驱动系统结构设计 |
| 2.4.1 伺服电机及其运动单元设计 |
| 2.4.2 搬运机械手的真空吸盘装置气路单元设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 搬运装置结构静力与模态分析 |
| 3.1 搬运装置几何模型建立 |
| 3.1.1 搬运装置的基本结构与参数 |
| 3.1.2 三维几何模型的建立 |
| 3.2 静力分析有限元法 |
| 3.3 ABAQUS软件介绍 |
| 3.4 有限元静力分析 |
| 3.4.1 模型简化 |
| 3.4.2 网格划分 |
| 3.4.3 施加约束与载荷 |
| 3.4.4 静力结果分析 |
| 3.5 模态分析有限元法 |
| 3.5.1 模态分析相关理论 |
| 3.5.2 ABAQUS中模态求解 |
| 3.6 模态分析 |
| 3.6.1 搬运装置激振频率 |
| 3.6.2 ABAQUS对搬运装置模态分析 |
| 3.6.3 模态结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 卷板机自动送料系统的控制设计 |
| 4.1 卷板机自动送料系统工作过程分析 |
| 4.2 数控系统硬件总体设计 |
| 4.3 控制系统的硬件组成 |
| 4.3.1 PLC技术及选型 |
| 4.3.2 PLC接线与I/O端口分配 |
| 4.3.3 伺服系统 |
| 4.3.4 系统通讯 |
| 4.4 软件设计 |
| 4.4.1 驱动伺服电机控制 |
| 4.4.2 电机转速测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 卷板机自动送料系统的搬运装置电机模糊PI控制 |
| 5.1 永磁同步电机数学原理模型与控制策略 |
| 5.1.1 数学原理模型 |
| 5.1.2 控制策略 |
| 5.2 电机模糊PI控制 |
| 5.2.1 模糊PI参数自整定原理 |
| 5.2.2 模糊PI控制器设计 |
| 5.2.3 PLC实现电机模糊PI控制 |
| 5.3 模糊PI控制在MATLAB中实现 |
| 5.3.1 MATLAB/Simulink及工具箱介绍 |
| 5.3.2 模糊PI控制仿真 |
| 5.3.3 搬运装置电机模糊PI控制仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）机械臂机电耦合特性的仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外关节型机器人研究现状 |
| 1.3 机械臂运动学与动力学研究现状 |
| 1.4 机电耦合研究现状 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 机械臂运动学分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 坐标系及其变换 |
| 2.2.1 坐标系的建立 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.2.3 连杆描述及变换矩阵 |
| 2.3 GSK机械臂运动学建模 |
| 2.3.1 GSK机械臂运动分析 |
| 2.3.2 GSK机械臂运动学正解 |
| 2.3.3 GSK机械臂运动学逆解 |
| 2.3.4 GSK机械臂微分运动学 |
| 2.3.5 GSK机械运动学仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 机械臂动力学分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 机械多体系统动力学建模方法 |
| 3.2.1 牛顿-欧拉方法 |
| 3.2.2 凯恩方法 |
| 3.2.3 拉格朗日方法 |
| 3.3 机械臂动力学模型 |
| 3.3.1 机械臂动力学方程的建立 |
| 3.3.2 机械臂ADAMS仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 机械臂机电耦合分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 GSK机械臂伺服传动系统机电耦合建模 |
| 4.2.1 永磁同步电机原理及结构 |
| 4.2.2 静止坐标下永磁同步电动机的建模 |
| 4.2.3 Clark和Park变换 |
| 4.2.4 旋转坐标下永磁同步电机模型 |
| 4.3 矢量控制系统 |
| 4.3.1 空间电压矢量调制技术(SVPWM) |
| 4.3.2 矢量控制原理 |
| 4.3.3 矢量控制系统框图 |
| 4.4 GSK机械臂伺服传动系统与控制系统 |
| 4.4.1 传动系统与控制系统模型 |
| 4.4.2 机械臂关节完整控制系统MatLab仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机械臂运动性能指标验证实验 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验平台 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、基于虚位移原理的伺服进给电机转矩选配方法（论文参考文献）
- [1]磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究[D]. 王立标. 东华大学, 2021
- [2]基于Mecanum轮的全方位AGV结构设计与分析[D]. 袁金田. 扬州大学, 2020(04)
- [3]一种新型五自由度混联机器人的参数化建模与集成设计方法研究[D]. 董成林. 天津大学, 2020(01)
- [4]伺服系统齿轮机械偏差补偿方法研究[D]. 董博. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]四自由度双动平台高速并联机器人机构动力学优化设计[D]. 管超超. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]同心式绕组磁悬浮永磁同步平面电机建模及控制技术研究[D]. 邢丰. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]大马力拖拉机组合式变速器动力换挡控制研究[D]. 郑友. 合肥工业大学, 2019
- [8]数控车床进给系统静动态特性分析及实验研究[D]. 郭聪聪. 苏州大学, 2018(04)
- [9]卷板机自动送料系统设计与研究[D]. 金龙. 南京航空航天大学, 2018(02)
- [10]机械臂机电耦合特性的仿真与实验研究[D]. 辛大奇. 沈阳建筑大学, 2018(11)