1. 研究目的与意义

近年以来，我国的汽车制造业迅速发展，已经成为国家经济整体中的最重要的产业之一。伴随着经济全球化，国内外越来越多的汽车制造厂商参与到这场竞争中来，整体的制造工艺不断提升，对整个行业的生产、制造、装配的要求也更高。冲压、焊装、涂装、总装是汽车制造过程中的四大工艺，其中涂装这一工艺是汽车制造中的重要工艺。输送系统贯穿于涂装生产线的始终，因此输送系统的性能会直接影响涂装的品质。

目前汽车电泳涂装输送系统仍存在一些问题，例如悬挂链式输送系统和摆杆式输送系统存在无法根除车顶气包的问题，而多功能穿梭机和 RoDip 输送系统，虽然解决了车顶气包问题，但由于采用悬臂梁串联结构，承受重载荷、大载荷的能力较差，柔性化水平不高。为此，本文利用混联机构具有高刚度、高承载、动态特性好、易于实现多自由度的优点，研发了一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构。该机构不仅能够在电泳过程中消除车顶气包，还具有承载能力强、柔性化水平高等特点。本文以本课题组设计的新型混联式汽车电泳涂装输送机构为研究对象，着重研究新型混联式汽车电泳涂装输送机构的同步协调控制。

2. 研究内容和预期目标

汽车电泳涂装输送设备是先进的机械化输送设备，能保证来自各种型号的合格白车身及部分备件在涂装车间内完成前处理、电泳等全部工艺要求的工序，并将合格车身转移到总装车间的输送线上。近年来，现代化汽车电泳涂装工艺迅速发展，而输送系统贯穿于涂装生产线的全过程。现有汽车电泳涂装输送系统仍存在一些问题，例如悬挂链式输送系统和摆杆式输送系统存在无法根除车顶气包的问题，而多功能穿梭机和 rodip 输送系统，虽然解决了车顶气包问题，但由于采用悬臂梁串联结构，承受重载荷、大载荷的能力较差，柔性化水平不高。

为此，本课题组利用混联机构具有高刚度、高承载、动态特性好、易于实现多自由度的优点，研发了一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构。该机构不仅能够在电泳过程中消除车顶气包，还具有承载能力强、柔性化水平高等特点。

本课题拟以汽车电泳涂装输送混联机构为研究对象，在构建动力学模型的基础上，研究设计基于动力学模型的滑模控制方法对并联机构进行控制，最后基于matlab/simulink软件对所设计控制系统进行轨迹跟踪控制仿真，并对仿真结果进行。

3. 研究的方法与步骤

(1)简要介绍描述本课题所设计的新型混联式汽车电泳涂装输送机构的组成及运动原理，在此基础上，以被输送汽车车身为负载，对输送机构进行运动学正解分析、逆解分析，在此基础上求得该机构的雅克比矩阵，并对运动学逆解进行 matlab 仿真。

(2)采用拉格朗日法分别建立输送机构在笛卡尔空间和关节空间的动力学模型，为了使所建立的动力学模型更能反映实际系统情况，在所建立动力学模型中考虑外界干扰和摩擦力，并针对不考虑外界干扰和摩擦力以及考虑外界干扰和摩擦力的两种情况，利用matlab 软件对所建立的动力学模型分别进行仿真，得到实现末端期望运动轨迹时机构所需的驱动力和驱动力矩曲线对比图。

(3)为解决输送机构主动关节之间的同步协调问题针对输送机构的结构特点和运动特点，设计了一种基于同步误差的滑模控制算法，并理论证明其稳定性，然后基于matlab，与常规滑模控制算法进行仿真比较分析。

4. 参考文献

[1] 刘金琨等．滑模变结构控制matlab仿真[m]．北京：清华大学出版社，2005．

[2] 刘金琨．机器人控制系统的设计与matlab仿真[m]．北京：清华大学出版社，2008：505-506．

[3] 张梦春．结合非线性扰动观测器的新型混联式汽车电泳涂装输送机构同步滑模控制[d]．镇江：江苏大学，2017．

5. 计划与进度安排

(1)2022.01.15－2022.02.28消化已有资料，查阅相关文献资料，完成外文翻译；；

(2)2022-03-01～2022-03-07查阅资料，总体方案制定案；

(3)2022-03-08～2022-03-28构建混联机构动力学模型；