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《河北理工大学》 2009年
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混合驱动机构速度波动控制研究

张帆  
【摘要】:混合驱动机构是以常规电动机和伺服电动机作为驱动器,两种类型的输入运动通过一个二自由度机构合成后实现预期的输出运动,其中常规电动机为系统提供主要的动力,伺服电动机提供较小动力的同时主要起调节作用。它兼容了传统机械系统和全伺服驱动机械系统的优点。混合驱动七杆机构是在闭链五杆机构的基础上引入了二级杆组,使机构结构简单、柔性大,尺寸型和输入运动变化大,可以实现给定的轨迹或运动,具有较高的实际应用价值。 将混合驱动七杆机构运用在压力机上,使得它既有传统机械式压力机的大功率、运行平稳等优点,又具有可控性、可调性,能够提供多组输出运动规律。因此,混合驱动压力机,不用改变机构几何参数,通过控制伺服电机运动规律,就能够较为方便地调节压力机滑块的位移和速度,以满足不同材料加工工艺的要求。 分析了机械式压力机滑块运动的典型规律,对混合驱动压力机的可行性进行了分析,选择了适于拉伸工艺的混合驱动七杆压力机的机构构型。运用回路矢量法对混合驱动七杆机构进行了逆运动学、正运动学分析,分别求出了混合驱动七杆机构中各构件的位移、速度和加速度的解析表达式。 建立了混合驱动七杆机构的优化设计模型,并将优化分为两步:第一步,假定伺服电机角速度与常规电机相同的条件下,优化设计出机构的尺寸参数;第二步,在第一步优化结果的基础上,使机构的尺寸参数不变,优化设计伺服电机输入运动规律。并用5次多项式对伺服电机的运动规律进行了优化设计,最后求得满足加工工艺要求的伺服电机角速度曲线。结论表明通过改变伺服电机的运动规律,不仅能调节滑块的速度,而且可实现不同的位移和速度曲线,即可实现适应不同工况的滑块的多组输出运动规律,从而实现了混合驱动压力机滑块运动规律的柔性输出。
【学位授予单位】:河北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH112

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