基于部分平衡的DFC方法及應用.pdf

1、可控機構不但能實現(xiàn)可控的柔性的輸出，而且具有輸出運動精度高、運行速度快、承載能力強、控制靈活等的特點，有廣泛的應用前景，它的研究引起了人們的關注。面向控制的設計（Design for Control ,簡稱DFC）方法是應用于可控機構設計的機電集成設計方法。DFC的基本思想就是在設計機械機構的時候，就充分考慮到系統(tǒng)控制部分的需要和約束，以便簡化系統(tǒng)控制器的設計，獲得良好的控制效果。 本文的研究內容主要包括以下幾個方面：

2、1. 分析了目前的DFC方法的研究現(xiàn)狀及主要成果，總結闡述了面向控制的設計方法的基本思想和內涵，在此基礎上，從更廣的角度和范圍擴展了面向控制的設計方法，指出應同時從機械結構設計和控制器設計兩方面對機電系統(tǒng)進行改進，以使得系統(tǒng)整體獲得最優(yōu)的動態(tài)性能。 2.在應用DFC方法進行設計的過程中，針對目前所采用的質量重布設計方法在實際應用中的局限性，提出了通過部分平衡進行質量重布，即基于部分平衡的DFC方法，給出了應用此方法的基本步驟。并

3、且以曲柄滑塊機構為例，用MATLAB進行仿真計算，得出了最后的結果，并針對完全平衡、部分平衡、未平衡的情況做了詳細的對比和分析。結果分析表明，基于部分平衡的DFC方法，相對于目前的DFC方法，能使得機器獲得相當好的運動動力特性，在一定程度上減小機構質量重布后的總質量及所占的空間，而且在實際中易于操作和實施。 3. 研究了面向控制的設計方法在可控壓力機中的應用。在回顧分析了可控壓力機的機械機構之后，最終選定了曲柄滑塊機構作為可控壓

4、力機的結構，并且按照基于部分平衡的DFC方法的基本步驟進行設計，在對可控的曲柄壓力機機構進行質量重布時，提出了綜合考慮慣性力最大值和慣性力絕對值的平均值的優(yōu)化平衡方法，并且應用此方法對機構進行質量重布。最后，給出了兩個仿真設計算例，驗證了通過控制可控機構的輸入速度，能夠實現(xiàn)可控的輸出，而且對于同一個機構，在改變輸入的情況下，能夠實現(xiàn)多種輸出規(guī)律，完成多種功能。仿真結果驗證了理論方法的有效性和正確性。 以上的研究表明，本文所提出的基