元动作装配单元的可靠与否是机械产品能否稳定运行的关键所在。由于机械产品的多层次结构,使整机性能的分析与建模变得困难。开展了从整机到元动作的映射研究,提取出典型的元动作装配单元。根据元动作装配单元的实际装配行为选取过盈装配接触压力参数,进行元动作装配单元静力分析及固有频率分析,得出元动作装配薄弱处。利用自主设计的试验台对元动作单元性能进行验证。结果表明,对元动作装配单元进行合理的有限元分析,提取出装配结合处的薄弱点,能够对元动作单元的装配提供现实指导。

为获得精密直线运动输出,设计一种压电柔性微驱动系统,系统由压电致动器及柔性微动机构组成,在压电致动器驱动下系统具有亚微米级定位精度。基于柔性铰链导向、传动原理,设计了一种精密柔性微动机构,在此基础上提出了压电柔性微驱动系统设计方案。采用有限元法对系统进行了运动学分析、强度分析、动态分析,分析结果显示,系统具有定位精度高(最大定位误差为0.24μm)、强度性能好、动态性能优良等优势。研究对微驱动系统研究及应用具有一定的参考价值。

前馈控制器是运动控制器重要的组成部分之一。为了有效降低运动误差、提升伺服系统动力学性能建立开放式精密运动平台动力学模型研究前馈控制器对稳态误差、谐振现象、频域特性及稳定性的影响并总结影响规律。通过仿真与实验验证证明了前馈控制器对伺服动力学特性影响规律的正确性。该结论对于指导工业现场对伺服系统前馈控制器的优化与整定提供了参考。