赵春辉

（无锡立信高等职业技术学校，无锡 214153）

机电气一体化系统是基于机械、气动和控制等多门学科的复杂系统，还涉及流体力学、机械动力学等多门学科。对机电气一体化的系统性优化，必须要采用多学科跨领域的联合优化。这类优化是以现代计算机为基础的优化方法，依靠软件的发展对需要研究的对象进行数学及计算机建模。本文以某系统的推料机构为例，介绍联合优化的数学模型[1]。

1 研究对象

本文研究的机构由支撑板、针形气缸、推料板、连接板和推料气缸等元件组成，如图1所示[2]。的活塞杆执行推出操作，在支撑板1上通过连接板4和推料板3推动轴承外圈，将轴承外圈从A点送至B点。

图1 机构的结构组成

2 建立总体数学模型

2.1 机械系统的分析模型

机械系统模型的输入输出参数如表1所示。

表1 机械系统的分析模型

该机构的主要功能是将轴承的外圈送到指定位置，以便进行下一步操作。当推料机构接收到执行推料操作指令时，针形气缸2的活塞杆先执行后退操作，然后推料气缸5

表1中：l1是前平台推料板长度；w1为推料杆的宽度；h1为推料杆的厚度；l2为连接板的长度；w2为连接板的宽度；h2为连接板的厚度；l3为气缸连接板的固定板长度；w3为气缸连接板的宽度；h3为气缸连接板的厚度；Δl为推料气缸的伸长量；F为本设备气缸伸出杆初始驱动力；Vqg为本设备气缸伸出杆的速度；ρ1为推料杆材料的密度；ρ2为连接板材料的密度；ρ3为气缸连接板材料的密度；G1为推料机构的重量。……