机电设备在当今工业中得到广泛地应用,它有效地加快了工业生产自动化的进程,影响着各行各业的发展,而其中设计方法直接决定着机电产品性能的好坏。如何通过改进机电系统的设计方法来提高产品的性能已成为现今众所关注的热点领域。 在过去,机电系统设计着重于消去系统速度波动对机构性能的影响。这样,虽然速度波动得到了良好的控制,但输入扭矩波动有可能变得更为严重,它同样会导致系统振动、噪音和不稳定等负面作用;另外,同时减小电机—机构的速度波动和输入扭矩波动还有助于控制器的设计,减小电机的负载。所以关于如何同时减小系统速度波动和输入扭矩波动的研究具有理论和实际意义。 论文主要研究的内容是: 1、对电机—平面铰链四杆机构系统进行建模和仿真,发现电机—机构系统的速度波动和输入扭矩波动均较大,这将造成系统产生不利的机构性能; 2、对如何同时减小电机—平面铰链四杆机构系统的速度波动与输入扭矩波动进行了探讨: (1)通过选用控制器的方法来减小电机—平面铰链四杆机构系统的速度波动和输入扭矩波动。发现控制器仅对系统的速度波动进行有效调节,但对输入力矩作用甚微甚至使其恶化; (2)通过惯性力、惯性力矩平衡得到质量分布,减小电机—平面铰链四杆机构系统的速度波动和输入扭矩波动。发现系统速度波动、输入扭矩波动得到了一定的改善,但输入扭矩峰值变大; (3)借助于等效转动惯量的优化“平衡”,对机构参数的优化进行了初步探讨。发现借助于等效转动惯量的优化“平衡”改善机构的质量分布,不仅减小了系统速度波动和输入扭矩波动,而且有效地简化控制部分的设计、减小了输入扭矩的峰值,提高系统综合动态性能。