4-PRRU冗余驱动并联机构运动学分析及优化设计的任务书.docx

4-PRRU冗余驱动并联机构运动学分析及优化设计的任务书
任务书：4-PRRU冗余驱动并联机构运动学分析及优化设计
一、研究背景与意义
并联机构作为一种特殊的机构，其具有的并联性质和开放性设计，使其在机器人领域、运动模拟及姿态控制等方面具有广泛的应用前景。在并联机构中，冗余驱动并联机构具有良好的运动特性和应用潜力，得到了广泛关注和深入研究。
4-PRRU冗余驱动并联机构是一种四自由度自治运动的机构，具有较高的平稳性和灵活性。因此，开展4-PRRU冗余驱动并联机构的运动学分析及优化设计，不仅可以深入研究并联机构的运动特性与设计原理，而且还可以探索其在机器人、航空航天等领域的应用。
二、研究内容
1.4-PRRU冗余驱动并联机构的基本结构原理及运动规律分析。
2.运用Matlab等工具对4-PRRU冗余驱动并联机构进行运动学分析，建立机构的运动学模型。
3.开展4-PRRU冗余驱动并联机构的运动学特性分析，重点研究机构的姿态控制与轨迹规划问题。
4.开展4-PRRU冗余驱动并联机构的优化设计，通过改变机构的参数设计来优化机构的运动特性，如机构的稳定性、速度和精度等。
5.进行仿真实验验证，验证机构的运动学特性及优化后的设计方案的优越性。
三、研究步骤
1.对4-PRRU冗余驱动并联机构进行基本结构分析和运动规律推导，以掌握机构的运动特性和设计原理。
2.运用Matlab等工具对机构进行运动学分析，建立机构的运动学模型，并利用工具对机构的运动学特性进行分析。
3.针对机构的不同应用，探索机构的姿态控制和轨迹规划问题，寻找机构的最优控制策略。
4.对机构的参数进行优化设计，通过改变机构参数来提高机构的运动特性，如稳定性、速度和精度等。
5.利用机构的仿真平台进行仿真实验，验证机构的运动学特性及优化后的设计方案的优越性。
四、研究成果和计划
1.成果：
(1)掌握4-PRRU冗余驱动并联机构的基本结构原理和运动规律。
(2)建立机构的运动学模型及寻找机构的最优控制策略。
(3)优化机构的设计方案，提高机构的运动特性和精度等。
(4)验证机构的运动学特性及优化后的设计方案的优越性。
2.时间计划：
(1)第一阶段（1个月）：对4-PRRU冗余驱动并联机构进行基本结构分析和运动规律推导，熟悉机构的运动特性和设计原理。
(2)第二阶段（2个月）：运用Matlab等工具对机构进行运动学分析，建立机构的运动学模型，并对机构的运动学特性进行分析。
(3)第三阶段（3个月）：针对机构的不同应用，探索机构的姿态控制和轨迹规划问题，寻找机构的最优控制策略。
(4)第四阶段（2个月）：对机构的参数进行优化设计，通过改变机构参数来提高机构的运动特性和精度等。
(5)第五阶段（2个月）：利用机构的仿真平台进行仿真实验，验证机构的运动学特性及优化后的设计方案的优越性。
五、研究团队和分工
本研究团队由一名教授和三名硕士研究生组成，分工如下：
(1)教授：负责研究内容的整体规划和指导，并协助研究生进行理论分析和实验设计。
(2)硕士研究生1：负责机构的基本结构分析和运动规律推导。
(3)硕士研究生2：负责机构的运动学分析和模型建立。
(4)硕士研究生3：负责机构的优化设计和仿真实验验证。
六、参考文献
[1]李杰,杨卫兵.冗余驱动并联机构姿态控制及其仿真应用[J].南京航空航天大学学报,2005,37(4):371-374.
[2]朱世华,张雄文,王晓现.基于4-PRRU并联机构的机载平台姿态控制研究[J].机械工程学报,2011,47(15):54-61.
[3]王子敬,许杰.一种新型冗余驱动仿人手臂并联机构设计[J].控制与决策,2017,32(10):1863-1870.
[4]魏彦明,尤刚,胡晓勇等.四自由度自治运动并联机构的性能分析与优化[J].机械设计,2008,25(4):26-29.