新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)的全局快速終端滑?？刂?br>
2.38萬字 59頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)


目 錄
摘要 IV
Abstract V
第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 汽車電泳涂裝輸送設(shè)備的發(fā)展概況 1
1.3 混聯(lián)機構(gòu)的特點和發(fā)展概況 5
1.3.1 混聯(lián)機構(gòu)的特點 5
1.3.2 混聯(lián)機構(gòu)的發(fā)展概況 6
1.3.3 混聯(lián)機構(gòu)的應(yīng)用 7
1.4 混聯(lián)機構(gòu)建模與控制方法的研究概況 8
1.4.1運動學(xué)建模與控制方法 9
1.4.2動力學(xué)建模方法 9
1.4.3動力學(xué)控制方法 10
1.5 本文的研究內(nèi)容、目的及意義 12
1.5.1 本文的研究內(nèi)容 12
1.5.2 本文的研究目的和意義 12
1.6 本章小結(jié) 13
第二章 新型輸送機構(gòu)介紹及其運動學(xué)建模 14
2.1 引言 14
2.2新型輸送機構(gòu)介紹 14
2.3新型輸送機構(gòu)的運動學(xué)建模 15
2.4 本章小結(jié) 17
第三章 新型輸送機構(gòu)介紹及其動力學(xué)建模 19
3.1 引言 19
3.2新型輸送機構(gòu)的動力學(xué)建模 19
3.2.1拉格朗日法原理 19
3.2.2笛卡爾空間內(nèi)動力學(xué)模型的建立 20
3.3.3關(guān)節(jié)空間內(nèi)動力學(xué)模型的建立 22
3.4 本章小結(jié) 22
第四章 新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)控制系統(tǒng) 24
4.1引言 24
4.2新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 24
4.3新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)控制系統(tǒng) 26
4.3.1工業(yè)控制計算機IPC 26
4.3.2多軸運動控制卡(UMAC) 26
4.3.3伺服控制系統(tǒng) 28
4.3.4絕對位置系統(tǒng) 30
4.4本章小結(jié) 31
第五章 新型輸送機構(gòu)的趨近律滑?？刂破髟O(shè)計 32
5.1引言 32
5.2滑模控制基本原理 32
5.2.1 滑模定義及數(shù)學(xué)表達(dá) 32
5.2.2 滑模的存在和到達(dá)條件 33
5.3新型輸送機構(gòu)趨近律滑?？刂破髟O(shè)計 33
5.3.1基于機構(gòu)動力學(xué)模型的等速趨近律滑?？刂破髟O(shè)計 34
5.3.2控制算法穩(wěn)定性證明 35
5.4本章小結(jié) 35
第六章 新型輸送機構(gòu)的全局快速終端滑?？刂破髟O(shè)計 36
6.1引言 36
6.2新型輸送機構(gòu)的全局快速終端滑?？刂破髟O(shè)計 36
6.2.1基于機構(gòu)動力學(xué)模型的全局快速終端滑模控制器設(shè)計 36
6.2.2控制算法穩(wěn)定性證明 37
6.2.3全局快速終端滑?？刂破鞯氖諗繒r間推導(dǎo) 38
6.3本章小結(jié) 39
第七章 全局快速終端滑模控制器仿真及分析 40
7.1引言 40
7.2控制系統(tǒng)框圖 40
7.3MATLAB仿真模型 40
7.4全局快速終端滑?？刂破鞣抡婕胺治?41
7.4.1 全局快速終端滑?？刂破鬈壽E跟蹤仿真及分析 42
7.4.2全局快速終端滑?？刂破鬈壽E跟蹤誤差仿真及分析 43
7.4.3全局快速終端滑?？刂破饔型饧訑_動時的軌跡跟蹤誤差仿真及分析 44
7.5本章小結(jié) 45
第八章 結(jié)論 46
致 謝 48
參考文獻(xiàn) 49


摘要 隨著汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽車生產(chǎn)商的競爭也日益激烈。汽車車身前處理生產(chǎn)線是汽車生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，高性能的輸送設(shè)備能夠使汽車車身的電泳效果更好，生產(chǎn)成本更低，從而增強企業(yè)競爭力。但現(xiàn)有的汽車電泳涂裝輸送設(shè)備，例如RoDip輸送機和多功能穿梭機等，由于采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，具有承重能力較差、占地面積大、維護(hù)費用高等缺陷。本課題組在國家自然科學(xué)基金項目(51375210)資助下，研制了一種新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)，該機構(gòu)具有承載能力強、車型適用性廣、結(jié)構(gòu)簡單、柔性化水平高等優(yōu)點。
混聯(lián)機構(gòu)結(jié)合了串、并聯(lián)機構(gòu)的特點，具有控制精度高、可控自由度多、工作空間大、承載力強、速度快、剛度高、造價低等諸多優(yōu)點。但混聯(lián)機構(gòu)是一個復(fù)雜的空間多鏈機構(gòu)，機構(gòu)各支鏈之間存在非線性耦合特性，并受未建模動力學(xué)、負(fù)載擾動、機構(gòu)關(guān)節(jié)和伺服摩擦及外界干擾等不確定因素的影響，因此有必要研究設(shè)計混聯(lián)機構(gòu)的高性能控制器。滑模變結(jié)構(gòu)控制的性能不依賴于被控對象精確數(shù)學(xué)模型，對外界干擾和參數(shù)變化不敏感，具有動態(tài)性能好，物理實現(xiàn)簡單等優(yōu)點，本文著重研究混聯(lián)機構(gòu)的滑模控制方法，以提高混聯(lián)機構(gòu)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度、跟蹤精度和魯棒性。
本文首先闡述了汽車電泳涂裝輸送設(shè)備、混聯(lián)機構(gòu)及其控制方法的發(fā)展概況，然后針對新型混聯(lián)式汽車電泳涂裝輸送機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析，得到機構(gòu)的雅各比矩陣，再采用拉格朗日法建立輸送機構(gòu)笛卡爾空間動力學(xué)模型和關(guān)節(jié)空間動力學(xué)模型；之后詳細(xì)介紹了采用“工控機+多軸運動控制卡(UMAC)”結(jié)構(gòu)的輸送機構(gòu)控制系統(tǒng)；其次，基于系統(tǒng)動力學(xué)模型設(shè)計出全局快速終端滑?？刂破?，以使系統(tǒng)狀態(tài)在有限時間收斂到滑模面上，同時提高系統(tǒng)的跟蹤精度，并使系統(tǒng)具有全局魯棒性，并用Lyapunov穩(wěn)定性定理證明所設(shè)計算法的穩(wěn)定性，同時推導(dǎo)出該系統(tǒng)狀態(tài)收斂到滑模面的理論收斂時間，最后通過MATLAB仿真軟件將全局快速終端滑模控制器與等速趨近律滑?？刂破鬟M(jìn)行仿真比較，結(jié)果表明，全局快速終端滑?？刂破髂芴岣呦到y(tǒng)的響應(yīng)速度、跟蹤精度，并使系統(tǒng)具有全局魯棒性。


關(guān)鍵詞 混聯(lián)機構(gòu) 滑?？刂? 輸送機構(gòu) 動力學(xué)模型