混联式汽车电泳涂装输送机构将并联与串联机构有效结合,解决了传统输送机构存在的污染车身、承载力差、多车型柔性化生产力不高等问题,提高了电泳涂装质量。控制系统是混联输送机构的核心,其性能将直接影响涂装的产量和品质,然而混联机构具有多参数、复杂非线性、高度耦合性等特点,难以获得精确的动力学模型,给高性能控制带来了困难,并且理论模型与实际机构间的建模误差、实际运行环境中存在的电泳槽液流动和外部随机干扰等不确定量,均会给混联机构的高性能控制带来难度。另外,当考虑驱动电机动力学特性后,混联机构中存在与驱动电机控制电压不在同一通道的不匹配扰动,也给混联机构的精确控制带来了挑战。因此,本文以电泳涂装混联输送机构为研究对象,采用理论分析、仿真试验、样机实验相结合的方法,研究带不确定性及不匹配干扰的混联机构轨迹跟踪控制方法,为该混联输送机构的工程应用奠定理论基础。本文首先对混联机构及其控制方法进行了概述。接着介绍了混联机构的结构及原理,对该机构进行正、逆运动学分析,求解其运动学逆解和雅可比矩阵,并对所求得的运动学逆解使用MATLAB进行仿真,仿真结果验证了其正确性。然后,基于该混联机构少自由度的特点,在运动学分析的基础上,采用拉格朗日法构建翻转升降机构动力学模型,同时将广义力转化为各个驱动关节的驱动力,实现机构的实际力矩控制,并在建模时将模型不精确参数、外部随机干扰等不确定量定义为集总干扰,提出含有集总干扰的混联机构动力学模型。并用MATLAB对所构建的模型进行仿真分析,验证了模型有效性。其次,针对该混联机构的不确定复杂非线性特性,采用反步法进行控制器的设计。基于所构建的动力学方程,使用ELM逼近和补偿模型中的集总干扰,进而设计结合ELM的自适应反步控制器,实现翻转升降机构对期望轨迹(位置、速度)的跟踪;然后在MATLAB仿真环境下搭建仿真模型对控制器效果进行验证,仿真结果表明所设计的控制器可以使混联机构稳定精准跟踪给定轨迹,ELM网络有效抑制了系统中存在的不确定性和外部干扰的影响,同时提升了收敛速度,跟踪精度和控制器的鲁棒性。再次,针对上述混联机构动力学控制中未考虑驱动电机特性,以及混联机构系统中存在与控制输入不在同一通道的不匹配干扰问题,在自适应反步控制器的基础上,对匹配与不匹配干扰分别采用两个ELM网络进行逼近与补偿,进而提出抗不匹配干扰的ELM自适应反步控制器;同时使用遗传算法对自适应反步控制器参数进行优化,确定反步子系统镇定系数与自适应参数;然后使用MATLAB进行仿真效果比较,仿真结果表明,所设计的抗不匹配干扰的ELM自适应反步控制器可以实现混联机构的精准轨迹跟踪,有效抑制了系统中存在的匹配与不匹配干扰,提高系统稳定性与鲁棒性。最后,针对该电泳涂装输送机构,构建了以PC上位机+PMAC运动控制器为核心的分布式控制系统。介绍了运动控制实验步骤并进行混联机构样机运动控制实验,进一步验证了本文所设计的基于极限学习机的自适应反步控制器的可行性与有效性。