辛大奇 王 军 孙 军 王国勋

(①沈阳建筑大学机械工程学院， 辽宁 沈阳110168；②沈阳理工大学机械工程学院，辽宁 沈阳110159)

关节型机械臂是一类复杂机电系统，对于复杂机电系统耦合与解耦问题研究方面，国内外学者对一些典型的耦合问题作过较多研究，如机器人的刚弹耦合、飞行器的流固耦合、叶轮机的叶片与中心轴的耦合，但针对机械臂伺服传动系统机电耦合及解耦技术的研究相对较少。由于复杂机电系统存在的机电耦合问题，会直接影响机械臂的控制精度、可靠性和运行的平稳性，对机械臂进行机电耦合建模及解耦方法的研究具有重要意义。王国彪等[1]对高精度机电设备内部结构设计耦合关系进行了研究，揭示了机电设备结构刚/强度、通风散热和电磁兼容对设备的影响。吕浪等[2]建立了电主轴系统的机电耦合模型，揭示了系统机电参数内在的物理作用机制。文献[3]分析了机电耦合对串联机械臂控制器性能的影响，未探究机械结构与机械臂运动性能的关系。林利红等[4]建立了永磁交流伺服驱动系统的机电耦合振动模型，仿真分析了电流调节器参数、谐波扰动等对机电耦合振动动态过程的影响。Kim H J等[5]主要从控制系统的角度对机械臂的加工精度和运行的稳定性进行研究。Piltan F[6]对机械臂的并行控制系统进行研究，通过智能算法，提高了机械臂的加工精度。以上参考文献对机械臂的机电耦合研究较少，并且，针对机械臂的机电耦合问题进行研究的学者，主要从单方面考虑机械结构、控制系统或电动机电磁参数对机械臂全局机电耦合系统的影响，未综合考虑机械臂的机械结构、控制系统和交流电动机三者匹配对机械臂运行稳定性和加工精度的影响。……