基于仿生學的復雜機電產(chǎn)品裝配方案與運動控制設計技術及其應用.pdf

1、針對傳統(tǒng)產(chǎn)品方案設計的抽象性、復雜性和不完整性，提出了基于仿生學的復雜機電產(chǎn)品裝配方案與運動控制設計技術，對裝配方案建模、運動方案變異和控制方案耦合等關鍵技術進行了深入研究，并結(jié)合實際項目將以上各項技術應用于實際的產(chǎn)品開發(fā)中，取得良好效果，證明作者所提設計技術的有效性。
　　 第1章，指出了復雜機電產(chǎn)品方案設計的重要性和有待突破的瓶頸，闡述了復雜機電產(chǎn)品方案設計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了將仿生學應用于復雜機電產(chǎn)品方案設計的研究現(xiàn)狀

2、和不足之處，在此基礎上提出了基于仿生學的復雜機電產(chǎn)品裝配方案與運動控制設計技術，并給出了論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)框架。
　　 第2章，為了從宏觀上把握產(chǎn)品裝配系統(tǒng)中各個零件的功能及其之間的約束關系，進而根據(jù)需求對產(chǎn)品裝配系統(tǒng)進行設計或變異，通過分析生物組織系統(tǒng)與產(chǎn)品裝配系統(tǒng)的相似性，借鑒生物學知識，將產(chǎn)品裝配系統(tǒng)表達為產(chǎn)品功能基因、產(chǎn)品約束基因、產(chǎn)品功能蛋白質(zhì)、產(chǎn)品約束蛋白質(zhì)和產(chǎn)品細胞等。建立由產(chǎn)品功能基因團和約束基因組成的產(chǎn)品

3、染色體模型并提出基于產(chǎn)品染色體模型的設計方法。
　　 第3章，分析了生物基因遺傳和變異的機理與機構(gòu)變異的相似性，提出了基于遺傳學特征模型和原理模型的兩種基因變異方法?？偨Y(jié)出構(gòu)件、運動副基因表達式和機構(gòu)基因表達式，建立機構(gòu)遺傳學特征模型。歸納出基于遺傳學特征的機構(gòu)基因變異3條法則，根據(jù)變異法則規(guī)定了6種對機構(gòu)遺傳學特征模型的變異運算。分析了在運動輸入不變的前提下控制機構(gòu)運動輸出的影響因子并將其分別表達為運動副染色體序號、運動副特性

4、基因和距離關系矢量基因，建立由機構(gòu)染色體關系圖和機構(gòu)染色體矩陣組成的機構(gòu)遺傳學原理模型，借鑒遺傳學減數(shù)分裂和染色體變異等原理提出了三種對機構(gòu)遺傳學原理模型的運動副染色體基因重組運算——顯性、易位和轉(zhuǎn)移。
　　 第4章，模仿自然界群居生物在協(xié)作勞動過程中如何系統(tǒng)性地控制個體進行協(xié)同勞動，將在設計復雜機電產(chǎn)品控制方案時需要考慮的各種耦合進行系統(tǒng)性的分類，提出了作用耦合、內(nèi)部耦合和同步耦合等三類控制系統(tǒng)的仿生耦合，分析了各類仿生耦合的

5、控制方法及其對應的誤差類型，將同步耦合的誤差按控制對象為執(zhí)行元件的運動軌跡和各個軸的運動參數(shù)兩種情況進行分類并建立相應的誤差模型。
　　 第5章，介紹了復雜寶石加工專用裝備的研發(fā)背景，將復雜機電產(chǎn)品裝配方案的染色體建模、復雜機電產(chǎn)品運動方案的基因變異和復雜機電產(chǎn)品控制方案的仿生耦合等復雜機電產(chǎn)品方案設計技術分別應用于復雜寶石加工專用裝備機械手建模、進料機構(gòu)變異和控制系統(tǒng)設計中，證明了論文提出的基于仿生學的復雜機電產(chǎn)品裝配方案與運