【正文】 在這個電路中，可以看出代替轉(zhuǎn)換裝置的四極。很容易發(fā)現(xiàn)平均模型（公式7）或是圖七所示平均鍵合圖模型都有一個電路原理解析。如果我們在公式中替代后，我們得到：（7）。在這種情況下，鍵合圖實際上代表一個平均、穩(wěn)態(tài)，PWM控制的boost斬波器。調(diào)制轉(zhuǎn)換比是平均狀態(tài)變量z1,z2的反饋函數(shù)。負荷比函數(shù)可以被指定為一個平衡狀態(tài)z1,z2的反饋函數(shù)。注意當m=0或m=1時，上面定義的平均功率和平均流動變量該和實際變量一致。式子中，z1,z2,v1,i2分別為平均輸入感應(yīng)電流，平均電容器電壓，平均感應(yīng)器電壓，平均電容器電流。這個變壓器的轉(zhuǎn)換比例等于補償負荷比函數(shù)[1m(tk)].這樣的平均PWM鍵合圖見圖7。事實是當m取到極端飽和值1或0，圖3和5應(yīng)該分別確切的恢復(fù)。因此，連接圖3兩個分離鍵合圖的等價連接應(yīng)該由（1m）以忽略離散時間采樣過程的方式來調(diào)制的連接。一種脈沖方式中u的具體描述的可能性也是DESIS的能力，這在下一節(jié)介紹。因此，圖6描述了一個一般鍵合圖模型。的確，當只看到代數(shù)本質(zhì)忽略u是一個離散值變量時，你會注意到（1u）x1和（1u）x2可以分別理解為“反射功率”和“輸出流向”。于是有了公式（4）?，F(xiàn)在對（2）、（3）提出一個統(tǒng)一表達：他們由開關(guān)位置函數(shù)u來確定參數(shù)。相應(yīng)結(jié)果電路鍵合圖見圖5?，F(xiàn)在認為u=0的情況。在這種情況下，明顯獲得兩個分離的或削弱的電路且鍵合圖描述在圖3中。那么認為u=1。進行描述目的是根據(jù)一個合適的開關(guān)聯(lián)系描述功率流向連接，獲得開關(guān)動作物理效應(yīng)的一些觀點。實際的負荷比函數(shù)m(.)明顯是一個限制于實時曲線上的關(guān)閉間隙的函數(shù)。轉(zhuǎn)換位置函數(shù)的PWM控制策略可以描述如下：在式子中tk代表采樣時刻，參數(shù)T是固定采樣周期，也叫占空因數(shù)。圖中x1和x2分別代表輸入感應(yīng)電流和輸出電容器電壓變量。結(jié)論和進一步工作意見見第四部分。本文結(jié)構(gòu)如下，第二部分包含boost類型直流直流功率轉(zhuǎn)換器建模的鍵合圖方法。上面提到的控制直流直流電源的PWM鍵合圖可以用做一個已經(jīng)產(chǎn)生的一般目的的計算機包叫做DESIS的輸入，這個包特殊的為一個數(shù)學(xué)模型的自動發(fā)生器設(shè)計，以系統(tǒng)狀態(tài)微分方程的形式，并以系統(tǒng)鍵合圖描述開始。如果需要一個變換器一個實際的（例如非連續(xù)）PWM模型，轉(zhuǎn)換連接被簡單的認為是能把實現(xiàn)PWM轉(zhuǎn)換位置仿真為一個合適的直角序列的非線性元件。最后，我們也可以以各種各樣的方法看待轉(zhuǎn)換連接，根據(jù)要研究開關(guān)轉(zhuǎn)換器的哪方面。事實上，我們直接從結(jié)果和流動變量的代數(shù)關(guān)系鍵合圖轉(zhuǎn)換裝置的陳述。然后，下一步應(yīng)用一個合適的轉(zhuǎn)換連接把兩種拓撲結(jié)構(gòu)的鍵合圖聯(lián)合起來。鍵合圖方法本質(zhì)和Ref[12]中發(fā)展的流向圖建模技術(shù)很相似。但是結(jié)果可以容易的擴展到其他裝置。事實上，只有D[28]提出了一些仿真結(jié)果。Refs[22,24]中講述了一些方法并介紹了轉(zhuǎn)換作為可變因果關(guān)系元件，代表了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的一個變化。D[28]和DT和R 把轉(zhuǎn)換模擬成調(diào)制轉(zhuǎn)換器—電阻器的聯(lián)合。Lorenz和Haffet[23]把轉(zhuǎn)換描述為一個控制源，而B[19]提出用有固定因果關(guān)系的接受器來描繪。你會說在鍵合圖方法學(xué)中不存在對轉(zhuǎn)換裝置的通用描繪，Stormberg[24]已經(jīng)提議在概念上以非標準鍵合圖元素定義理想的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用理想電源的開關(guān)構(gòu)成之間的親密關(guān)系。最近，幾個作者作了大量實驗工作，試圖通過鍵合圖代表離散系統(tǒng)，這種趨勢是典型的在電力電子領(lǐng)域中產(chǎn)生的。因此，為了使讀者得到更進一步的細節(jié)和參考，本文設(shè)計涉及了R[14]的書……等。，作為一個系統(tǒng)的繪圖方法來追蹤組成一個正在研究特定系統(tǒng)的元素或子系統(tǒng)中的幾個連接中的能量流動。Smedley和Cuk[12]介紹了圖形模型技術(shù)，由此獲得可見描繪圖，它統(tǒng)一了PWM控制的直流直流功率轉(zhuǎn)換器的大小模型。這些方法表明傳統(tǒng)的狀態(tài)一般模型很容易作為一個更完善的平均過程的初始狀態(tài)近似值。傳統(tǒng)的PWM控制的直流直流功率轉(zhuǎn)換器的一般模型是由所謂的狀態(tài)平均模型構(gòu)成的?；赑WM反饋原理的反饋控制的直流直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計，大部分屬于一般模型。直流直流功率轉(zhuǎn)換器已經(jīng)被電源電力和自動控制理論領(lǐng)域的研究者深入的研究過。如：通信和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可攜帶電源操縱設(shè)備，非屏蔽電源。關(guān)鍵詞：直流直流功率轉(zhuǎn)換器；鍵合圖；轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電網(wǎng)系統(tǒng)在許多設(shè)備中起著重要的作用，尤其是在功率轉(zhuǎn)換如直流直流轉(zhuǎn)換模式功率轉(zhuǎn)換器中。上面提到的鍵合圖模型相當于對應(yīng)電腦協(xié)議包的一個輸入，叫做DESIS，它能一系列有確切控制參數(shù)的微分方程式作為系統(tǒng)模型。這種功率轉(zhuǎn)換器是通過PWM策略來控制的。但是由于時間倉促并且自己水平有限，可能存在許多不足之處，希望在以后的學(xué)習(xí)和工作中進一步深入的學(xué)習(xí)與探討。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)會了綜合運用自己所學(xué)的知識，理論與實踐相結(jié)合；使我的思路更加開闊，對以前所學(xué)的知識有了良好的總結(jié)，又對以后綜合運用知識打下基礎(chǔ)。(2)在系統(tǒng)地研究了 3RRR機構(gòu)運動學(xué)建模的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了它的運動學(xué)數(shù)值仿真，又編制了模型的三維仿真及模型運動仿真軟件。 本章小結(jié)本文介紹的在MATLAB下進行的機構(gòu)仿真及運動仿真，充分利用MATLAB的語言功能，從上面介紹的編程過程看，只要列出機構(gòu)的運動模型再運用MATLAB的矩陣計算功能，面向?qū)ο蟮睦L圖及圖形界面功能，則很容易設(shè)計出仿真程序，可見該程序設(shè)計簡單、快捷、操作方便；基于模塊化的程序設(shè)計，提高了代碼的重用率，還有益于機構(gòu)的擴充；另外，由于MATLAB具有擴展編程能力，使得在自成體系的MATLAB環(huán)境下編寫的軟件通過引擎可在其他語言環(huán)境下調(diào)試和運行，這更加提高了程序的通用性與實用性；通過該仿真程序的運用，體現(xiàn)了仿真程序在機器人研究中的實用性；本仿真軟件將對其它空間機構(gòu)仿真軟件的開發(fā)提供很好的借鑒；它將對機構(gòu)的深入研究起到很好的輔助作用。 (3)文件模塊 主要是將計算出來的數(shù)據(jù)進行有序的存儲以利于查詢及反復(fù)調(diào)用。位姿反解計算模塊主要完成機構(gòu)在不同位姿參數(shù)時求解出機構(gòu)的輸入值。 為此，開發(fā)設(shè)計了程序模塊結(jié)構(gòu)，簡述如下： (1)框架模塊 該模塊將其他模塊有機的結(jié)合起來，構(gòu)成整個應(yīng)用程序的主體框架，通過圖形界面的設(shè)計實現(xiàn)對用戶的響應(yīng)和內(nèi)部消息、結(jié)構(gòu)化參數(shù)傳遞等功能。更具體更詳細的設(shè)計請參見程序。 (2) 在窗口中添加控件 前面第三章提到了MATLAB7提供了面向?qū)ο蟮目丶幊碳夹g(shù)，這使得控件的設(shè)置簡單易行。 設(shè)計步驟： (1) 在 MATLAB 主窗口的“File”下拉菜單中，執(zhí)行新建“New”命令，然后在彈出的子菜單中選擇GUI 項，得到一個空的圖形窗口，此窗口將是進一步設(shè)計的基礎(chǔ)，它就是所有控件的雙親。 本系統(tǒng)提供一個窗口菜單系統(tǒng)作為人機交互界面，用于人為地控制和管理整個仿真過程，從而使系統(tǒng)可以根據(jù)用戶制定的任務(wù)進行工作。輸入角速度： = (1,1) rad/s。初始值設(shè)定為：各支鏈初始角。 運動軌跡仿真參數(shù)設(shè)定在此，選擇較好的機構(gòu)尺寸對機構(gòu)進行了仿真。在此，限定其自由運動的約束條件是：工作臺各邊的伸縮小于給定數(shù)值；主動桿件的長度伸縮小于設(shè)定值；被動桿件的長度伸縮小于設(shè)定值。位置變化主要根據(jù)A~I 的動態(tài)變化而設(shè)定各部件句柄的位置屬性，然后通過屏幕強制刷新命令實現(xiàn)動態(tài)效果。 表現(xiàn)機構(gòu)的運動也即是表現(xiàn)機構(gòu)中各個部件在運動過程中的變化過程，這種變化包括各個部件的形狀的變化以及位置的變化。在此給出的實體仿真方法既簡單又不失真實性。其中句柄中坐標的值即是各個組成元件的具體位置，而顏色的設(shè)置即是各圖形對象的顏色。具體做法是：先用(cylinder)命令生成圖形坐標，再利用三維陰影曲面的繪制命令(mesh)生成模型同時返回句柄。具體實現(xiàn)方法是：先用 sphere 命令生成單位球的坐標矩陣，再利用三維網(wǎng)格曲面生成命令(mesh)繪制網(wǎng)格球同時生成句柄。其中3代表每面有三個點，2代表共有兩個面，同時生成各表面的句柄。4 代表每個面四個點，3代表共三個面，然后用一個自動封閉多邊形的補片函數(shù)(patch)畫出。其中 4——每個面由四個頂點確定；6——每個長方體由六個面確定，然后利用一個自動封閉多邊形的補片函數(shù)(patch)畫出桿件的多邊形表面以形成立體圖，同時生成圖形對象的句柄，以備后用。做法是：據(jù) MATLAB 繪制立方體的方法，利用A、G為基點以擴充值q為基準向四面擴充出八個點，作為長方體的八個頂點。在這里，各個部件的仿真采取了不同的策略。改寫上式為式中為電機的在坐標系中的坐標，上式等號兩端分別乘以各自的共軛，并整理得: 其中，由上述方程可以解得由上式可知，該并聯(lián)機器人得運動學(xué)反解依賴于機器人末端參考點的位置和姿態(tài)。 平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的位置反解因為平面三自由度并聯(lián)機器人是對稱結(jié)構(gòu)，擁有三個相同的分支，所以建立該機器人的運動學(xué)反解可以只考慮其中之一分支。為了保證機構(gòu)有較大的工作空間，經(jīng)過初步計算，將機構(gòu)的尺寸初步選定為：△ABC邊長為30cm，△DEF 的邊長為15cm，各個支鏈的桿件 AG、BH、CI、GD、HE、IF長度皆為12cm。曲柄AG、BH、CI皆以1弧度/秒的角速度分別繞A、B、C三點的旋轉(zhuǎn)作為機構(gòu)的輸入運動，P點的平面移動是輸出運動。P點為△DEF的中心。該機構(gòu)有三個支鏈：AGD為第一支鏈，BHI為第二支鏈，CIF為第三支鏈。第4章 平面3RRR并聯(lián)機構(gòu)仿真 概述這一章中運用MATLAB語言給出了平面3RRR并聯(lián)機構(gòu)的三維仿真實體模型的簡單畫法及運動仿真，同時又運用微分法和影響系數(shù)兩種算法對機構(gòu)的速度及加速度進行了可視化處理，得到了曲線仿真及模型運動仿真圖，這也充分展現(xiàn)了MATLAB的科學(xué)計算可視化技術(shù)及圖形功能在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景。圖3－3 屬性瀏覽器 本章小結(jié)在本章中主要介紹了MATLAB的一些基礎(chǔ)知識，編寫M文件以及GUI的制作。對于frames,pop－up menus,push buttons和static text類型的控件對象，沒有min屬性。在滑標控件中，該屬性值定義了滑標的最小取值，并且該屬性值必須比max屬性值小，默認值為0。在列表框中，如果max－min1，那么列表框允許多行列表項的選擇；如果max－min=1，那么列表框不允許多項列表項的選擇，只能進行列表項的單選。在復(fù)選框中，當復(fù)選框被選中時，復(fù)選框的value屬性值即為該屬性值?！馦in屬性Min屬性的取值是一個標量，該屬性定義的是value屬性允許的最小值。在開關(guān)按鈕中，當開關(guān)按鈕被選中時，開關(guān)按鈕的value值即為該屬性值，默認值為1。在單選按鈕中，當單選按鈕被選中時，單選按鈕的value值即為該屬性值。在可編輯文本框中，如果max－min1,那么可編輯文本框可以進行多行輸入；如果max－min=1，那么可編輯文本框只能進行單行輸入。在不同的控件類型中，該屬性的意義不同。對于frame與static text類型的控件，不會執(zhí)行callback屬性。為了執(zhí)行可編輯文本框的callback屬性，當鍵入一些字符串后，采取以下方式可以執(zhí)行控件對象的callback屬性：把輸入焦點從控件對象上移走(可以在界面別的地方單擊鼠標)。定義的字符串是一個有效的MATLAB表達式，或者是一個M文件的名字。5．Callback例程執(zhí)行控件屬性●Callback屬性Callback屬性的取值是一個字符串，該屬性定義控件對象的控制動作。如果取值為left，那么控件上顯示的字符相對于控件左對齊。其中,center是默認值。設(shè)置該屬性值為bold，MATLAB就從系統(tǒng)中選用一種bold版本的字體。該屬性定義字體的粗細。●FontWeight屬性FontWeight屬性的取值可以是：light,normal,demi,bold。MATLAB相應(yīng)的改變FontSize屬性值的大小。normalized設(shè)置FontSize屬性的屬性值為控件大小的一部分。其中，points是默認值。如果使用units屬性，在完成自己的計算后，最好返回units屬性的默認值，以便不要影響那些假定units屬性為默認值的函數(shù)。pixels,inches,points,centimeters,是絕對單位。所有的單位都是假設(shè)圖形窗口的左下角為起點。該屬性可以取一下值：pixels,normalized,inches,points,centimeters,characters等值。距離的單位是由units決定。屬性的取值是位置向量［left bottom width height］,默認值是[20 20 60 20]。對uicontrol對象來說，此屬性的屬性值永遠只是字符串“uicontrol”。●Type屬性Type屬性是只讀的字符串。特別是在進行交互式圖形程序設(shè)計時，無需把對象句柄設(shè)置為全局變量，或把它們作為參數(shù)傳入callback函數(shù)中。它與Visual Basic中的控件對象的名稱屬性功能相同。●Tag屬性Tag屬性的取值是一個字符串。Style屬性可以取如下屬性值：pushbutton,togglebutton,radiobutton,checkbox,edit,text,slider,frame,listbox,popupmenu。通過設(shè)置parent的屬性值為另一個父對象句柄，可以把本控件移到另一個圖形窗口對象。2．基本信息屬性●Parent屬性Parent屬性的取值是本級控件的父對象句柄。當設(shè)置Visible的屬性值是off時，控件就成為不可見的了。通過該屬性，可以控制控件的可見狀態(tài)?！馰isible屬性Visible屬性的取值可以是on或off。對于包含多個列表項的列表框和組合框，可以定義string的屬性值是一個字符矩陣，或定義成一個中間被字符“∣”隔開的字符串。對于只能顯示一行文本的控件對象，如果字符串是一個矩陣字串，那么只有第一個元素的幾個字符能被顯示，后面的字符被忽略。該屬性用于設(shè)置控件上顯示的文本串。可以通過查看MATLAB中的函數(shù)colorspec來了解關(guān)于顏色的更詳細的信息。表3－2MATLAB定義的顏色名及RGB顏色RGB顏色短顏色名長顏色名［1 1 0］y