新型大行程并联微定位平台性能综合优化设计方法研究

发布时间：2017-05-02 18:07

  本文关键词：新型大行程并联微定位平台性能综合优化设计方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近年来微芯片高度集成化、设备微型化、操作精密化等新趋势的日益明显以及微电子、生物医学等纳米技术相关学科的蓬勃发展，使微/纳米技术已经成为对国民经济具有重大影响的一项关键技术，，成为国内外关注的热点。 本文从全柔性微位移放大模块的运动学、理论刚度建模方法、结构参数化设计以及智能优化算法研究等方面，对微定位机构进行了较为细致与系统的分析。具体研究内容如下： (1)基于伪刚体模型法将全柔性微位移放大模块进行伪刚体化，并建立此机构较为精确的运动方程。 (2)分析并比较两种理论刚度建模方法，并基于功能原理刚度建模方法对微位移放大模块实例进行分析。 (3)以全柔性微位移放大模块为研究对象，提出一种以高精度放大比为目标的结构参数设计方法。 (4)提出一种将简约梯度法与多目标粒子群算法相结合的混合优化算法，对全柔性微位移放大模块结构进行参数优化设计。 (5)基于有限元ANSYS仿真软件对微位移放大模块进行仿真分析，以检验理论分析的正确性。 经过实例仿真，分析结果表明以高精度放大比为目标的结构参数设计方法是可靠的，建立的微位移放大模块的运动方程、理论刚度模型接近机构的实际工作情况，实现了微定位机构的高定位精度。以上计算与分析为后续的动态特性研究及系统控制提供了理论基础。
【关键词】：伪刚体 柔性机构 刚度 优化设计
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 微定位并联机构概述8
• 1.2 微定位并联机构国内外研究现状及发展趋势8-12
• 1.2.1 微定位并联机构国内外研究现状8-11
• 1.2.2 微定位并联机构的发展趋势展望11-12
• 1.3 课题研究意义12
• 1.4 课题主要研究内容12-14
• 第二章 微位移放大模块的刚度建模方法研究14-29
• 2.1 引言14
• 2.2 微位移放大模块结构描述14-15
• 2.3 微位移放大模块的刚度建模15-20
• 2.3.1 微位移放大模块伪刚体模型15-16
• 2.3.2 微位移放大模块的运动方程建模16-17
• 2.3.3 基于能量法——功能原理的刚度建模17-19
• 2.3.4 基于能量法——拉格朗日方程的刚度建模19-20
• 2.4 基于微位移放大模块的理论刚度建模方法分析20-24
• 2.4.1 微位移放大模块结构参数的设定20-21
• 2.4.2 两种理论刚度建模方法差异研究21-24
• 2.5 基于有限元 ANSYS 软件的仿真分析24-27
• 2.5.1 基于 MATLAB 的机构刚度计算24-26
• 2.5.2 微位移放大模块的有限元 ANSYS 软件仿真分析26-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第三章 微位移放大模块参数优化设计29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 微位移放大模块的设计计算29-37
• 3.2.1 微位移放大模块设计指标29-30
• 3.2.2 微位移放大模块的刚度建模30-31
• 3.2.3 微位移放大模块的结构设计31-37
• 3.3 微位移放大模块的结构参数理论验证37
• 3.4 基于有限元 ABAQUS 的仿真分析37-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 微位移放大模块的优化设计42-59
• 4.1 引言42
• 4.2 粒子群优化算法42-44
• 4.2.1 粒子群优化算法简介42
• 4.2.2 粒子群优化算法简介42-44
• 4.3 简约梯度法44-47
• 4.3.1 简约梯度法简介44-45
• 4.3.2 简约梯度法算法原理及流程45-47
• 4.4 混合优化算法47-58
• 4.4.1 混合优化算法简介47-48
• 4.4.2 微位移放大模块优化模型48-51
• 4.4.3 微位移放大模块的优化设计51-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 微位移放大模块有限元 ANSYS 分析59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 微位移放大模块最优化结构参数59-60
• 5.3 微位移放大模块的仿真与分析60-65
• 5.3.1 微位移放大模块的有限元 ANSYS 仿真60-62
• 5.3.2 微位移放大模块仿真结果分析62-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士期间发表的学术论文和参加的科研项目74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：341434