目前在研究机械传动系统运动精度分配时,仅考虑成本因素,而忽视了系统运动精度稳定性因素对精度分配的影响。为此,提出一种基于成本函数与系统运动精度稳定性的机械系统精度多目标优化分配方法。通过引入元动作理论,建立元动作单元的精度-成本函数模型,利用综合复杂度系数表示元动作单元精度提升与成本的关系。以机械传动系统运动误差传递模型为基础,建立机械系统运动精度稳定性分析模型。以机械系统综合成本和系统运动精度稳定性为目标,建立机械系统运动精度多目标优化分配模型。利用模糊集合方法对Pareto非支配解集进行分析,确定最优解。最后,以数控转台系统运动精度分配为例,将所提的多目标优化分配方法与单目标优化分配方法进行对比,验证了文中所述方法的有效性。

针对如何降低冗余度或超冗余度机械臂轨迹优化复杂度的问题,提出了一种含约束的能耗最优机械臂轨迹规划方法。基于拉格朗日动力学对冗余度机械臂进行动力学建模,并利用均匀5次B样条函数来构建运动轨迹。为了提高轨迹优化的计算效率,通过在成本函数计算中处理运动学和动力学约束,设计了新的惩罚算法,以避免在所有约束都不满足的情况下运行逆动力学模型;在运行逆动力学模型进行轨迹优化之前,引入了一种新的虚拟连杆概念来替换所有冗余连杆,以消除物理上不可能的配置;同时在3自由度冗余度机械臂上对所提方法进行了实验验证。结果表明,仿真和实测获得了相同的预期最优轨迹跟踪性能,且轨迹优化后的能耗显著降低了约56.32%,验证了所提轨迹规划优化方法的有效性。