混合输入机构的混合驱动有效性、全局最优动态性能及实验研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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混合输入机构的混合驱动有效性、全局最优动态性能及实验研究

项目名称：混合输入机构的混合驱动有效性、全局最优动态性能及实验研究
项目类别：青年科学基金项目
批准号：50405017
申请代码：E050101
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：郭为忠
负责人职称：教授
依托单位：上海交通大学
批准年度：2004

中文摘要：

混合输入机构是现代机构学的一个崭新领域。它利用大功率常速电机和小功率伺服电机共同驱动两自由度闭链机构，得到大功率可编程的输出运动。具有机电一体化、运动可控性、承载能力高、成本低等特点，有广泛的应用前景。本项目以实用化为导向，从混合驱动有效性和全局最优动态性能两个新角度入手，解决基本理论问题。在混合驱动有效性方面，抓住混合驱动和运动柔性两个特征及机电一体化本质①研究混合驱动的本质要求和技术特征；②分析运动柔性和工作空间特性分布规律；③基于易控性和全局性能进行动力学参数分析；由此形成优化的核心技术指标。在此基础上，立足于全局动态性能最优，进行机电集成设计与控制①建立面向控制和全局最优动态性能的运动学动力学综合新方法，达到全局性能最优；②提出基于伺服电机能力和工作空间特性分布的运动规划新方法；发挥机电一体化的技术融合优势。研究始终结合数值仿真和样机实验进行。研究将推动混合输入机构实用化进程。

中文主题词：混合输入机构；工作空间特性分布；机电集成设计；运动规划；目标

英文摘要：

hybrid mechanism; performance

英文主题词： hybrid mechanism; performance

结论摘要：

混合输入机构是介于普通机械和全伺服机械之间的一类特殊机构，利用大功率常速电机和小功率伺服电机共同驱动两自由度闭链机构，得到大功率可编程的输出运动，具有机电一体化、运动可控性、承载能力高、成本低等特点。本项目从机构特性分析、全局最优动态性能设计、轨迹规划、标定等议题入手，研究混合输入机构的基本理论问题。讨论了混合输入机构工作空间的特性分布，包括可动性、奇异性、轨迹特性、速度连续性、功率分配等；探讨混合输入机构的动力学和功率分配问题，提出了机电集成设计方法，实现全局动态性能最优；提出基于伺服电机能力和工作空间特性分布的混合输入机构运动规划方法；提出伺服运动跟踪主运动的混合输入机构目标跟踪控制算法；开发混合输入机构实验台，提出混合输入机构标定算法，进行了实验研究。研究成果有助于加深对混合输入机构等伺服输入机构的认识，并推动这类新机构的工程化应用。

成果综合统计