平面三自由度并联机构动力学优化设计与全局性能

"平面三自由度并联机构动力学优化设计 (2010年) - 鲁开讲, 师俊平, 张锋涛 - 中国机械工程第21卷第16期" 本文是工程技术领域的学术论文，主要研究了平面三自由度并联机构（3-DOF Parallel Mechanism）的动力学优化设计问题。作者通过建立关节空间与工作空间之间的速度和加速度映射关系，深入探讨了并联机构的动力学特性。在凯恩（Kane's）方法的基础上，他们导出了机构的动态方程，这是理解并联机构运动和受力情况的基础。 并联机构是一种由多个独立驱动的连杆组成的机械结构，它们在航空、航天、机器人等领域有广泛应用。平面三自由度并联机构允许在二维平面上实现三个独立的运动自由度，即平移和旋转。在实际应用中，这些机构需要在特定的工作区域内高效、稳定地运行，同时保持良好的动力性能。 为了评估并优化机构的动力性能，研究者提出了全局性能指标，这些指标能够全面反映机构在整个设计空间内的动力学行为。通过这些指标，可以量化分析机构的响应速度、动态稳定性以及能耗等关键因素。此外，为了确保机构能够满足特定工作区域的需求，研究者还施加了几何约束条件到机构的尺度参数上，这样可以调整机构的尺寸和形状，使其适应特定的工作范围。 在优化设计阶段，论文的目标是找到一组尺度参数，使得机构在预设的设计空间内动力性能达到最优。这涉及到了多目标优化问题，需要在工作空间覆盖和动力性能之间取得平衡。通过这样的优化过程，研究者成功得到了不同性能指标下的最优尺度参数，从而实现了机构设计的综合优化。 关键词“并联机构”、“全局性能指标”、“优化设计”和“动力学”表明，这篇论文的核心在于探究如何通过数学建模和优化技术来提升并联机构的动力学性能，同时考虑其工作空间的实用性。该研究对于提升并联机构的设计效率和性能具有重要意义，对于从事相关领域的工程师和研究人员来说，提供了有价值的理论指导和技术参考。