本文關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)電聯(lián)合仿真研究

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【摘要】：弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)行情況下,具有高分度精度以及良好的動(dòng)力學(xué)性能,目前廣泛應(yīng)用于紡織、包裝和印刷等輕工機(jī)械領(lǐng)域。傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式已經(jīng)越來越不能滿足當(dāng)前機(jī)電系統(tǒng)朝著高速、高效發(fā)展的趨勢,采用獨(dú)立伺服驅(qū)動(dòng)取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)鏈成為機(jī)電系統(tǒng)性能提升的關(guān)鍵技術(shù)。因此本文設(shè)計(jì)對(duì)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立伺服驅(qū)動(dòng),運(yùn)用機(jī)電聯(lián)合仿真方法,分析該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,并對(duì)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)采用伺服驅(qū)動(dòng)的可行性做出評(píng)判。本文在對(duì)國內(nèi)外機(jī)電聯(lián)合仿真研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,分析了機(jī)電聯(lián)合建模的關(guān)鍵技術(shù)。以伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,首先,利用共軛曲面理論推導(dǎo)了凸輪的輪廓曲面方程及其共軛接觸方程,并根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行工況,選擇了從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立了機(jī)構(gòu)的三維模型。其次,對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并將其作為動(dòng)力學(xué)仿真的理論依據(jù)。針對(duì)目前國內(nèi)學(xué)者對(duì)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí),在ADAMS中設(shè)置凸輪與滾子之間為接觸力約束,導(dǎo)致仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果偏大的問題,本文提出在凸輪與滾子之間采用點(diǎn)曲線約束。通過對(duì)兩種約束方法下的仿真結(jié)果對(duì)比分析可知,采用點(diǎn)曲線約束時(shí),仿真值與理論計(jì)算值更接近,仿真結(jié)果更準(zhǔn)確。為了使動(dòng)力學(xué)模型更符合實(shí)際情況,考慮機(jī)構(gòu)的柔性變形,運(yùn)用有限元方法,建立了基于ADAMS/ANSYS的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。然后,基于對(duì)永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型的分析,建立了電機(jī)的三閉環(huán)控制仿真模型,通過軟件接口建立了伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)基于MATLAB/ADAMS的聯(lián)合仿真模型。最后,利用永磁同步電機(jī)三閉環(huán)仿真模型,研究了速度前饋控制和負(fù)載特性對(duì)系統(tǒng)跟隨性能的影響,確定采用速度前饋控制時(shí),能夠改善系統(tǒng)的跟隨性能;利用伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)電聯(lián)合模型進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明,系統(tǒng)具有良好的跟隨性能,弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立伺服驅(qū)動(dòng)是可行的。
【關(guān)鍵詞】：弧面分度凸輪機(jī)構(gòu) 動(dòng)力學(xué)分析 點(diǎn)曲線約束 伺服驅(qū)動(dòng) 機(jī)電聯(lián)合仿真 前饋控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.2 機(jī)電聯(lián)合建模仿真研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)在輕工機(jī)械中的應(yīng)用19
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模21-32
• 2.1 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)21-23
• 2.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)21-22
• 2.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)22-23
• 2.2 輪廓曲面方程23-26
• 2.2.1 坐標(biāo)系的建立23-25
• 2.2.2 凸輪輪廓曲面方程推導(dǎo)25-26
• 2.3 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律26-28
• 2.3.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)無量綱化26
• 2.3.2 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律26-27
• 2.3.3 改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律27
• 2.3.4 改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律27-28
• 2.4 三維模型的建立28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性仿真分析32-44
• 3.1 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)理論分析32-33
• 3.2 剛體動(dòng)力學(xué)仿真分析33-36
• 3.2.1 剛體動(dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)模型建立33-34
• 3.2.2 仿真分析34-36
• 3.3 剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模36-40
• 3.3.1 柔性構(gòu)件建模理論36-37
• 3.3.2 柔性構(gòu)件的選取37
• 3.3.3 柔性構(gòu)件模型建立37-39
• 3.3.4 剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/span>39-40
• 3.4 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析40-41
• 3.5 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能的影響41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)電聯(lián)合建模44-51
• 4.1 機(jī)電聯(lián)合建�；静襟E44-45
• 4.2 交流伺服控制系統(tǒng)建模45-48
• 4.2.1 交流永磁同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu)45-46
• 4.2.2 交流永磁同步電機(jī)仿真模型46-48
• 4.3 機(jī)械子系統(tǒng)模塊的建立48-49
• 4.4 聯(lián)合仿真模型建立49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 機(jī)電聯(lián)合仿真研究51-62
• 5.1 伺服控制性能仿真研究51-57
• 5.1.1 伺服電機(jī)啟動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析51-53
• 5.1.2 前饋控制對(duì)電機(jī)跟隨性能影響研究53-55
• 5.1.3 負(fù)載對(duì)系統(tǒng)跟隨性能影響研究55-57
• 5.2 伺服驅(qū)動(dòng)弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)電聯(lián)合仿真57-59
• 5.2.1 弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析57-59
• 5.2.2 伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真分析59
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表論文69

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