,选题的依据与意义国内外文献资料综述绪论研究背景及意义国内外研究现状论文的研究内容基于的回转平台动力学分析多刚体系统动力学理论系统的组成及参数计算系统的动力学分析本章小结回转平台控制系统设计电机数学模型控制方案设计控制系统三环控制器的设计本章小结回转平台机电联合仿真研究系统联合仿真实现方法回转平台机电系统联合仿真研究本章小结全文总结与展望全文总结展望参考文献附录攻读硕士学位期间发表的学术论著与参与的科研项目致谢三峡大学全日制专业学位硕士学位论文选题的依据与意义变速器作为种最常使用的传动装置，目前己经广泛应用于生产的各行各业中，根据变速器应用场合的不样，对变速器的结构和性能要求也有所区别。行星齿轮传动是齿轮传动的重要组成部分，具有结构紧凑传动比大承载能力高传动平稳高效的优点，在车辆机械装备石油化工交通运输等各个领域得到了越来越广泛的应用。而且，行星齿轮传动具有功率分流功能和输入输出同轴结构，适用于高速大功率机械装备和低速大转矩的机械传动装置，这些功用对现代机械传动的发展有着重要的意义。电驱动的齿轮系应用领域极为广泛，无论在工业上还是在军事上都起着举足轻重的作用。在工业上，随着现代科技的发展，从数控设备的精确定位到电子设备的精细加工，从雷达的精确控制到大功率拖动设备的控制，都对伺服系统的性能指标提出了越来越高的要求。在军事上，现代军事的不断发展，各种高精尖端的武器装备如战术导弹隐形飞机武装直升机不断涌现，其目标识别能力隐蔽程度均大大提高，对防空系统中的高炮武器系统提出了新的要求。本文研究的回转平台是根据产品功能要求自行设计的，其传动系统由两组行星轮传动和组直齿轮传动组成。鉴于传动系统齿轮系模型的非线性动力学和复杂振动特征，采用多体动力学软件对回转平台齿轮系进行虚拟样机建模及仿真研究，分析齿轮间动态啮合力峰值及啮合力曲线波动规律，为齿轮强度分析提供依据。进行啮合力频域分析可对产品的振动情况进行预测，如分析齿轮是否存在高频振动和噪声等提供定的指导指导。在中建立齿轮系的方法为复杂轮系的齿轮建模系统装配动力学仿真以及可视化等提供了新的途径。针对回转平台位置控制问题，设计了三闭环直流电机伺服系统。建立回转平台的三维模型后可以获得其动力参数，然后按照工程要求设计各环的控制器。为了提高回转平台对时变信号的跟随性能，在外环设计了前馈环节。分析了控制系统正弦斜坡等典型信号的响应性能。搭建了基于的回转平台电机系统仿真平台，分析了回转平台对典型位置信号变载荷工况的响应，结果表明该方法具定的可行性和工程指导作用。为机电传动系统的设计与分析提供了新的方法，对指导复合轮系及其电传动的方案设计控制系统调试等具有定的指导意义。三峡大学全日制专业学位硕士学位论文国内外文献资料综述齿轮系统是各种机械传动装置中应用得最广的动力和运动传递装置，其孙逢春,陈树勇履带车辆感应电动机驱动系统匹配理论机械工程学报黎海青,郭百巍,徐红基于与的舵机虚拟样机建模和仿真系统仿真学报杨军风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究重庆大学,巫世晶,任辉,朱恩涌,等行星齿轮传动系统动力学研究进展武汉大学学报工学版杨建鑫,周松华,程爱明,等单平动轮驱动内平动齿轮副动力学分析振动与冲击,孙桓,陈作模,葛文杰机械原理第七版北京高等教育出版社,焦晓娟,张湝渭,彭斌彬多体系统优化仿真技术北京清华大学出版社,黄运琳在多体动力学上之应用台湾五南图书出版公司,苏东超,陈朝阳,张代胜,等基于的选择性输出双离合自动变速器仿三峡大学全日制专业学位硕士学位论文真分析机械传动朱浩,成伟,贾国海,等风电变桨行星减速机的动力学性能仿真中南大学学报洪雷,李学明,王进戈多级型行星齿轮传动的设计机械传动,黄中华,张晓建,周玉军渐开线齿轮啮合碰撞力仿真中南大学学报自然科学版,王三民,沈允文,董海军含间隙和时变啮合刚度的弧齿锥齿轮传动系统非线性振动特性研究机械工程学报张怀锁,沈允文,董海军,等齿轮拍击系统的动力响应振动工程学报陆波,朱才朝,宋朝省,等大功率船用齿轮箱耦合非线性动态特性分析及噪声预估振动与冲击,刘振皓,巫世晶,潜波,等复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真研究中国机械工程徐恺,邓效忠,刘更,等含有直廓内齿轮行星轮系的传动误差计算与噪声试验中国机械工程三峡大学全日制专业学位硕士学位论文赵永强,李瑰贤,张祥舰船用两级行星传动系统的固有频率啮合刚度敏感度分析船舶力学浦广益基础教程与实例详解北京中国水利水电出版社,王珺,郭语基于的行星轮系模态分析方法机械制造与研究盛冬平基于的行星齿轮系统参数化建模与模态分析研究南京航空航天大学,刘雪艳基于的渐开线直齿行星齿轮有限元分析西北农林科技大学,陈荣用场同步电机控制系统北京中国水利水电出版社,施丽婷,黄筱调,杨勇数控交流伺服系统三环整定及应用南京工业大学学报郭宏吴海洋基于变系数的无刷直流电动机双闭环系统北京航空航天大学学报阮毅,陈维钧运动控制系统北京高等教育出版社,辜承林,陈乔夫,熊永前电机学武汉华中科技大学出版社,赵勇,何宝福,余巍,等基于增量式控制实现高精度跟踪机构设计研究战术导弹技术,杨叔子,杨克冲机械工程控制基础武汉华中科技大学出版社,陈伯时电力拖动自动控制系统运动控制系统北京机械工业出版社,袁海宵,王慧贞基于无刷直流电动机伺服系统的位置环设计电力电子技术李诚,张明廉,颜坤虚拟样机技术在拟人智能控制中的应用系统仿真学报周秋君,谷中丽,孙逢春履带车辆电传动系统电气机械联合制动建模与仿真车辆与动力技术,三峡大学全日制专业学位硕士学位论文附录攻读硕士学位期间发表的学术论著与参与的科研项目发表的学术论文方子帆,吴德新，肖华攀等抽水蓄能电站月牙肋岔管设计与分析三峡大学学报,专利方子帆,裴武波,吴德新,等种具有运动补偿功能的高海况航行体捕捉装置发明专利申请号,方子帆,肖华攀,夏欢,吴德新,等组合式联轴器发明专利,方子帆,何孔德,夏欢,向兵飞,吴德新,等往复运动内压补偿式密封件发明专利申请号,参与的科研工作公司项目车流量检测装置壳体外包设计结题。水电八局项目部项目呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管安全性评价结题。研究所项目收放系统仿真分析结题。三峡大学全日制专业学位硕士学位论文致谢本文的研究工作是在导师方子帆教授的精心指导和深切关怀下完成的。在攻读硕士期间，从研究方向的确定到论文选题从理论分析到仿真研究从论文初稿的撰写到结构调整和文字校核等各个方面都凝聚着导师的辛勤汗水。导师宽广的视野渊博的学识敏锐的洞察力严谨的科研态度高效务实的工作作风以及朴实谦虚平易近人的人格魅力给了我深深的启迪，令我受益匪浅，使我终生难忘。在此，我向我导师方子帆教授表达诚挚的谢意和崇高的敬意。论文的完成过程中，得到了课题组何孔德老师和杨蔚华老师的热心帮助，在与他们交流和讨论的过程中，我受益匪浅浅，在此向他们表示衷心的感谢，同时向机械与材料学院的领导和老师们表示谢意。在论文工作过程中，肖华攀夏欢周刚马振豪李辉朱陈高术等同学对我的论文工作也给予了极大的支持与帮助。在论文遇到困难时，和他们的讨论也使我受益匪浅。在此，向他们表示由衷的感谢！还要感谢我的父母女友深切的厚爱和如既往的鼓励和支持，我取得的每点进步都离不开他们的关心与帮助。在本人学业得以顺利完成之际，对他们的感谢和深情难以言表，我定以终身予以回报。此外，还要衷心地感谢在百忙之中参与论文评阅和答辩的各位教授专家。最后本特别感谢母校三峡大学对我的培养。三峡大学全日制专业学位硕士学位论文指导教师学科系主任院分管领导分类号密级公开全日制专业硕士学位论文基于虚拟样机的回转平台动力学与控制方法研究学位申请人吴德新专业领域机械工程指导教师方子帆教授二三年五月，三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期内容摘要利用联合仿真技术对机电系统进行设计和分析研究，可以缩短产品开发周期，降低开发成本，提高产品质量。论文以自主设计开发的回转平台传动系统动力学和伺服系统位置控制为研究对象，基于虚拟样机技术，利用和软件平台，围绕着传动系统动力学虚拟样机建模动态特性仿真以及电传动伺服系统位置控制进行了研究。论文研究工作如下运用的子系统建模技术在中建立了回转平台多体接触动力学模型，并进行运动学和动力学分析。首先采用自底向上的方法在软件中建立了回转平台各零件的三维实体模型，进行虚拟装配。将回转平台的三维模型导入到软件中，运用专业工具包提供的齿轮替换中建立的齿轮，并进行装配，可以严格地保证齿轮间无干涉。建立回转系统各传动部件与机架间的约束关系，并定义接触参数，建立驱动约束，建立了回转平台动力学虚拟样机模型。对虚拟样机模型进行了运动学和动力学仿真分析。仿真结果揭示了齿轮传动的刚度激励与啮合冲击激励引起啮合力的周期性波动的现象，同时对啮合力的频率成分进行了研究，为多级行星轮系频域分析避免因啮合激励引起共振，降噪措施等提供研究方法。为回转平台设计了带前馈环节的三闭环伺服控制系统。在中建立了电机和回转平台简化的数学模型，由内环到外环为伺服系统设计了三环控制系统。在各环控制器设计过程中对传递函数进行简化，并校正成典型系统，这样保证了系统的稳定性并具有较好的稳态和动态性能。为了提高系统对时变信号的跟随性能，在外环设计了前馈环节。