發(fā)布時間：2020-03-23 09:08

【摘要】：二自由度混合驅(qū)動機器同時以一臺常規(guī)電機(主電機)和一臺伺服電機作為驅(qū)動器,兩個輸入運動通過一個二自由度機構(gòu)合成后,可以實現(xiàn)其輸出為可調(diào)的運動規(guī)律或成組的運動規(guī)律。其中,主電機提供系統(tǒng)主要的動力;而伺服電機承擔較小動力,主要起運動調(diào)節(jié)的作用。它兼容了傳統(tǒng)機械系統(tǒng)和全伺服驅(qū)動機械系統(tǒng)的優(yōu)點,比較理想地解決了柔性化和保持機構(gòu)高速、高效和高承載能力這二者之間的矛盾。 關(guān)于混合驅(qū)動機器的現(xiàn)有研究都采用恒速直流電機作為主電機,本文選用普通交流電機作為主電機,可以降低成本。但是,由于交流電機不可控,系統(tǒng)在施加載荷后,會產(chǎn)生速度波動,這樣不僅實際運動輸出會偏離期望的輸出,而且由運動學優(yōu)化確定的二自由度連桿機構(gòu)的主、副曲柄的運動協(xié)調(diào)關(guān)系也隨之被破壞。這使得考慮動力學特性的混合驅(qū)動機器的控制問題變得異常復雜。作為研究這一問題的第一步,本文先集中探討如何保持由運動學規(guī)劃得到的主、副曲柄理想相位協(xié)調(diào)關(guān)系這一問題。 第一步,以假想的一對非圓齒輪聯(lián)接主、副曲柄,將混合驅(qū)動機器簡化為單自由度的機器進行動力學仿真,研究保持相位協(xié)調(diào)的可行性;第二步,應用預報-校正控制方法,建立了混合驅(qū)動機器機電系統(tǒng)動力學模型,對控制參數(shù)的整定、系統(tǒng)動力學仿真等問題展開了研究。 主要的研究工作包括:(1)采用單自由度簡化機構(gòu)模擬二自由度混合驅(qū)動機器在保持相位協(xié)調(diào)關(guān)系條件下的動力學特性,進行動力學仿真,研究保持相位協(xié)調(diào)關(guān)系的可行性;(2)借鑒預報-校正的控制思想,建立了混合驅(qū)動機器的預測模型和反饋校正方法,并將之應用于混合驅(qū)動機器的動力學仿真;(3)運用拉格朗日方程推導了主電機為交流電機的混合驅(qū)動機器的動力學方程,并聯(lián)合采用PID控制的伺服電機的動力學模型,建立了混合驅(qū)動機器應用預報-校正控制方式的機電系統(tǒng)動力學模型;(4)采用降階處理的方法將混合驅(qū)動機器的動力學模型轉(zhuǎn)化為一個一階微分方程組,并運用四階龍格-庫塔法進行數(shù)值求解,對混合驅(qū)動機器進行了動力學仿真;(5)對伺服電機的PID控制參數(shù)整定進行了研究。 最后,對于混合驅(qū)動機器的理論研究,提出了一些建議,并做了展望。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH112

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