本文關(guān)鍵詞：基于四桿機(jī)構(gòu)的協(xié)同優(yōu)化方法研究　出處：《蘭州理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著社會(huì)發(fā)展和工程應(yīng)用要求的不斷提高,現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品越來(lái)越朝著機(jī)電一體化的方向發(fā)展,同時(shí),對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)精度、控制穩(wěn)定性和零件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面也提出了更高的要求。一方面,由于機(jī)電一體化產(chǎn)品是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)強(qiáng)耦合的綜合系統(tǒng),其所包含的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間相互影響,兩者之間模型參數(shù)是否能夠有效匹配,直接影響到系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)。另一方面,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)的改變會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)性能產(chǎn)生影響,當(dāng)具體到機(jī)構(gòu)中某個(gè)關(guān)鍵零件時(shí),這種影響成為不可忽略的因素,進(jìn)而影響到零件的受載情況和優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不能很好的兼顧機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系,不能全面考慮機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、控制系統(tǒng)參數(shù)和零件結(jié)構(gòu)拓?fù)渲g的相互影響,很難滿(mǎn)足實(shí)際的設(shè)計(jì)要求。因此,在機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,綜合考慮機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、控制系統(tǒng)參數(shù)與零件結(jié)構(gòu)拓?fù)渲g的關(guān)系十分必要,這對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和零件優(yōu)化設(shè)計(jì)有著重要的意義。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以受控四桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,基于機(jī)電聯(lián)合仿真,給出了在一個(gè)優(yōu)化環(huán)節(jié)中同時(shí)考慮機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、控制系統(tǒng)參數(shù)和零件結(jié)構(gòu)拓?fù)涞膮f(xié)同優(yōu)化流程。首先,在ADAMS軟件中建立四桿機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,分析了動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)改變對(duì)機(jī)構(gòu)性能的影響,并在此基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了優(yōu)化,得到新的動(dòng)力學(xué)模型。然后,在MATLAB/Simulink中建立四桿機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)模型,輸入階躍信號(hào),利用工程常用的試湊法,以系統(tǒng)快速響應(yīng)為目標(biāo)對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到與機(jī)械系統(tǒng)相匹配的控制系統(tǒng)模型。最后,搭建ADAMS與MATLAB/Simulink的聯(lián)合仿真平臺(tái),根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型是否優(yōu)化和控制系統(tǒng)參數(shù)是否優(yōu)化組合成四種不同情況,分別進(jìn)行聯(lián)合仿真分析,得到柔性連桿臂的應(yīng)變能和時(shí)間載荷歷程,并通過(guò)OPTISTRUCT對(duì)連桿臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。對(duì)比機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能、控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線(xiàn)、連桿臂拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果以及應(yīng)變能曲線(xiàn),驗(yàn)證優(yōu)化后的效果。本文通過(guò)對(duì)受控四桿機(jī)構(gòu)的分析研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型、控制系統(tǒng)參數(shù)和連桿臂結(jié)構(gòu)拓?fù)涞膮f(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到了提高系統(tǒng)綜合性能的優(yōu)化目標(biāo),為機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和對(duì)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有益參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH122

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本文編號(hào)：1348905