汽车电泳涂装输送混联机构滑模控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

从目前的情况来看，在混联机器人的研究领域中关于机器人的动力学分析和控制策略的研究还相对较少，许多方向还有待进一步研究与开发。目前机器人的智能化和自动化程度已经成为控制理论研究和邹东华技术应用水平的一个重要标志，因此将控制领域出现的新方法、新技术引入到机器人研究领域，提高系统的鲁棒性、自适应性及智能化，是一件有非常意义的事情，通过对并联机器人控制策略的深入研究，无疑可以提高机器人系统的性能和品质，并为其应用奠定一定的理论基础，具有重要的理论意义和实用价值。

2. 研究内容和预期目标

汽车电泳涂装输送设备是先进的机械化输送设备，能保证来自各种型号的合格白车身及部分备件在涂装车间内完成前处理、电泳等全部工艺要求的工序，并将合格车身转移到总装车间的输送线上。近年来，现代化汽车电泳涂装工艺迅速发展，而输送系统贯穿于涂装生产线的全过程。现有汽车电泳涂装输送系统仍存在一些问题，例如悬挂链式输送系统和摆杆式输送系统存在无法根除车顶气包的问题，而多功能穿梭机和 rodip 输送系统，虽然解决了车顶气包问题，但由于采用悬臂梁串联结构，承受重载荷、大载荷的能力较差，柔性化水平不高。为此，本课题组利用混联机构具有高刚度、高承载、动态特性好、易于实现多自由度的优点，研发了一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构。该机构不仅能够在电泳过程中消除车顶气包，还具有承载能力强、柔性化水平高等特点。

对于所研发的新型输送机构，由于采用混联结构，机构存在高度非线性和强耦合性，当机构以较高的速度运动时，其动力学特性将对运动控制精度产生较大影响。因此，为保证该输送机构在各种工况条件和涂装输送各过程运行时平稳、可靠、到位准确，有必要对该机构进行动力学控制研究，以提高输送机构的运动控制性能。

本课题拟以汽车电泳涂装输送混联机构（如图1所示）为研究对象，在构建动力学模型的基础上，研究设计基于动力学模型的滑模控制方法对并联机构进行控制，最后基于matlab/simulink软件对所设计控制系统进行轨迹跟踪控制仿真，并对仿真结果进行。

3. 研究的方法与步骤

1、运动学分析

运动学分析的过程，实质上式建立机构运动关系的数学模型并求解的过程。运动学分析包括正运动学分析和逆运动学分析两个过程。机构正运动学分析的主要任务是已知机构的结构和几何尺寸的前提下，建立其各运动参数之间的数学关系式，在起始构件（原动件）的运动规律给定时，确定从动构件任一运动变量的变化规律。机构的逆运动学分析的任务是已知机构末端执行器的轨迹，确定原动件的运动规律。运动学分析是误差分析、动力学分析及控制研究的重要基础。

4. 参考文献

[1] 刘金琨等．滑模变结构控制matlab仿真[m]．北京：清华大学出版社，2005．

[2] 刘金琨．机器人控制系统的设计与matlab仿真[m]．北京：清华大学出版社，2008：505-506．

5. 计划与进度安排

（1）2018-01-12～2022-03-04查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；

（2）2018-03-05～2022-03-15翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；

（3）2018-03-16～2022-04-06构建机构运动学和动力学模型；