高速高精度机电系统的结构/控制一体化设计模型的研究

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现代机电系统对各种极限工况条件下的动态精度和稳定性提出了越来越高的要求。传统上，首先对机械部分进行设计，然后再进行控制系统的设计。由于机械系统动力学特性和控制系统之间存在着相互耦合，结构参数和控制参数会形成冲突，因此按照传统的方法分别对机械系统和控制系统进行设计的结果一般来说对整个机电系统并不是最优的，而且可能会引起无解。为了提高整个系统的性能，应该对机电系统进行统一建模并在此基础上对机电设计参数同时进行优化。为解决微小机电系统极端运动性能设计中的性能瓶颈，论文探索性地提出了基于虚功方程的结构/控制系统一体化并行设计模型。即从结构和控制系统的动力学虚功方程出发，推导出结构/控制变量共存的一体化动力学模型，并结合结构优化和最优控制相关理论，建立了融合结构/控制变量的一体优化设计模型。论文以引线键合机的超声变幅杆为例，以提高系统定位稳定性和响应为目标，通过其设计可行域明显拓展和变化，得到的优化结果与传统方法的结果相比，系统性能有了明显提升，验证了方法的有效性。论文建立的方法对于极端运动约束要求下的微小机电系统并行设计问题具有一定的理论参考价值。

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作者
石斌;
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作者单位

上海交通大学;

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授予单位上海交通大学;
学科机械设计及理论
授予学位硕士
导师姓名王安麟;
年度 2007
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电机的控制;
关键词
机电系统; 控制系统; 动力学特性; 设计模型;

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