串联机械系统运动方案设计的状态空间理论与方法的研究分析.pdf文档全文免费

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大连理工大学 博士学位论文 串联机械系统运动方案设计的状态空间理论与方法的研究 姓名：张德珍 申请学位级别：博士 专业：机械设计及理论 指导教师：王德伦 座机电话号码 串联机械系统运动方案设计的状态空间理论与方法的研究 摘 要 程设计实际，对机器创新方案的机构与结构并行设计理论与方法进行了研究。 本文首先从运动变换的角度定义了广义单自由度机械运动基本变换单元， 归纳总结了常用的基本变换单元。其次，在基本坐标系中，通过建立状态方程 来描述基本变换单元输入、输出特征矢量 统称状态特征矢量 及状态变换矩 阵之间的相互关系。其中，前者按照输入输出端的不同运动类型、速度矢量的 大小及方向特征，以6维矢量形式表示：而后者作为输入、输出特征矢量之间 的纽带，描述了基本变换单元的功能与特征。再次，阐述了状态变换矩阵的形 成过程，通过泰勒级数展开，提取其非零元素的特征，并按照传递特征值对基 本变换单元加以分类，归纳了状态变换矩阵的性质。为了解决方案设计过程中 知识表达问题，建立了基本变换单元的状态变换矩阵信息存储模型。本文接着 引．入状态空间的概念，并在状态空间中进一步讨论并获得了基本变换单元特征 矢量对及其集合的性质。基于状态空间理论，，本文深入研究了机械运动基本变 换单元的组合方法。获得状态变换矩阵在基本坐标系及系统坐标系下的转换规 律、机械系统的传递函数特征值及其性质。按照状态空间中对偶特征矢量的运 算规则，在己知系统的输入输出特征矢量的情况下，通过数学推导求解，将形 成的系统状态变换矩阵分解为多个状态变换矩阵的乘积，再通过各状态变换

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