三角肘杆伺服压力机的尺寸优化与控制方法研究

摘要

压力机被广泛应用在汽车、机械、交通、军工、冶金化工、航空航天等重要工业领域，它是制造业中不可缺少的重要装备之一。作为第三代压力机的伺服压力机，能够快捷地改变滑块的输出运动规律，从而实现压力机的柔性输出。本文研究的三角肘杆伺服压力机机构可以显著提高压力机的输出力，从而降低驱动伺服电机的功率，达到高效节能的目的，符合我国伺服电机的发展现状，具有重要的研究意义。
　　本文以三角肘杆伺服压力机为研究对象，为了达到高效节能的目的，对其进行了机构的运动学分析和尺寸优化。同时伺服压力机需要对其进行位置和速度的控制，而这就需要求解三角肘杆伺服压力机机构的逆解。论文取得了一些具有现实意义的成果。
　　1.建立了三角肘杆伺服压力机机构的运动学模型，应用 MATLAB 软件对其进行运动学分析，绘制了滑块的位置、速度与曲柄转角之间的关系曲线，为三角肘杆机构的尺寸优化设计及控制方法研究打下基础。
　　2.基于运动学分析，建立了三角肘杆伺服压力机机构的优化设计模型，将滑块的输出力作为优化目标函数，利用 MATLAB 软件中的优化工具箱进行优化编程，对三角肘杆伺服压力机机构的尺寸进行了优化，从而达到小功率伺服电机、大输出冲压力的结构优化目的。
　　3.伺服压力机的滑块运动具有可控性，而这需要通过机构的运动逆解来保证。由于此三角肘杆伺服压力机机构的运动逆解的解析解求解困难，所以本文利用了多项式拟合的方法来的得到它的运动逆解。即在三角肘杆运动学分析和尺寸优化的基本上，得到了若干组曲柄转角和滑块位移相对应的离散点，采用 MATLAB 软件，运用多项式拟合法对这些离散点进行了曲线拟合，得到了曲柄转角与滑块位移，曲柄转速与滑块速度之间的函数关系，此函数关系为三角肘杆伺服压力机的位置、速度控制打下了坚实的基础。

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第一章 绪论

§1-1 选题背景及研究意义

§1-2 国内外相关课题研究现状

§1-3 课题的主要研究内容

第二章 三角肘杆伺服压力机机构的运动学分析

§2-1 三角肘杆机构的正运动学分析

§2-2 逆运动学分析

§2-3 速度与静力学分析

§2-4 机床能力曲线

§2-5 本章小结

第三章 三角肘杆伺服压力机机构的尺寸优化

§3-1 机构优化设计

§3-2 Matlab优化工具箱

§3-3 三角肘杆伺服压力机机构的优化设计

§3-4 三角肘杆伺服压力机机构的优化过程及优化结果

§3-5 本章小结

第四章 三角肘杆伺服压力机机构的运动控制数学模型

§4-1回归分析

§4-2 三角肘杆伺服压力机机构的速度控制模型

§4-3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

附录A

致谢