全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（含9張CAD圖紙）

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c u r v ea c e d e cm o t i o np l a n n i n gm e t h o di sa d o p t e di na d v a n c e dC N Cs y s t e m T h ea c c e l e r a t i o n ( o rd e c e l e r a t i o n ) s t a g ei nt h es - c u r v ea c c d e cm o t i o np l a n n i n gm e t h o di sc o m p o s e do fi n c r e a s i n ga c c e l e r a t i o np h a s e ，c o n s t a n ta c c e l e r a t i o np h a s ea n dd e c r e a s i n ga c c e l e r a t i o np h a s e ( o ri n c r e a s i n gd e c e l e r a t i o np h a s e ，c o n s t a n td e c e l e r a t i o np h a s ea n dd e c r e a s i n gd e c e l e r a t i o np h a s e ) T h r o u g hg r a d e dc o n t r o lo fa c c e l e r a t i o ni ne a c hs t a g e m a c h i n i n gf e e d r a t ec a nb ec h a n g e ds m o o t h l y H o w e v e Lt h ea 1 g o r i t h mi st o oc o m p l e x ( K a a na n dY u s u f , 2 0 0l ：N a ma n dY a n g 2 0 0 4 ) T h et r i g o n o m e t r i cf u n c t i o na c e d e cm e t h o di sm o r ef l e x i b l e ，b u tt h ea l g o r i t h mi sa l s oc o m p u t a t i o ne x t e n s i v ea n dm o r ec o m p l e x ，w h i c hi sr e l a t i v e l yd i 幣c u l tt os a t i s f yr e a l t i m er e q u i r e m e n t( G u na n dL i ，2 0 0 3 ) T h em e t h o ds e l e c t i n gp o l y n o m i a lf u n c t i o n sc a ng e n e r a t es om a n yk i n d so fa c e d e cc h a r a c t e r i s t i c sa n d ，f u r t h e r m o r e ，c a nm a k et h ec h a r -a c t e r i s t i c so fd e c e l e r a t i o nb ei n d e p e n d e n tf r o mt h o s eo fa c c e l e r a t i o n I no r d e rt oa c h i e v eh i g h p e r f o r m a n c em o t i o nc o n t r o l ，t h em o t i o np r o f i l e sm u s tb em a t c h e d堡 萬(wàn)方數(shù)據(jù)L e n ge ta 1 J Z h e j i a n gU n i vS c i A2 0 0 8 9 3 ) ：3 5 8 - 3 6 5t ot h es y s t e ml i m i t ss u c ha st h em a x i m u ma c c e l e r a -t i o na n dt h em a x i m u mv e l o c i t y I fp o s i t i o nt r a j e c t o -r i e so fw h i c ht h ev e l o c i t yp r o f i l e sa r es m o o t ha r eg e n e r a t e db yt h em e t h o ds e l e c t i n gp o l y n o m i a lf u n c -t i o n s i tr e q u i r e sal o to fc o m p u t a t i o n s ( I n a b aa n dS a k a k i b a r a 19 8 5 ；P a r k 19 9 6 ) T h ed i g i t a lc o n v o l u t i o nm e t h o di sm u c hm o r ee m c i e n lt h a nt h em e t h o ds e l e c t i n gp o l y n o m i a lf u n c t i o n sa n di se a s i l yi m p l e m e n t e db yh a r d w a r e B u t ，i nt h ev e l o c i t yp r o f i l e sg e n e r a t e db yt h em e t h o d t h ea c c e l e r a t i o ni n t e r v a li sa l w a y st h es a m ea st h ed e c e l e r a t i o ni n t e r v a la n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ed e c e l e r a t i o na r ed e p e n d e n to nt h o s eo f t h ea c c e l e r a t i o n ( K h a l s aa n dM a h o n e y , 1 9 9 0 ；C h e na n dL e e 19 9 8 ) As i m p l et o e f f i c i e n t ss t o r e dm e t h o df o rg e n e r a t i n gv e l o c i t yp r o f i l e si sp r o p o s e d A c c o r d i n gt ot h ed e s i r e dc h a r a c t e r i s t i c so fa c c d e c ，e a c hs e to f c o e f f i c i e n t si sc a l c u l a t e da n ds t o r e d G i v e nam o v i n gd i s t a n c ea n da c e d e ci n t e r v a l s ，av e l o c i t yp r o f i l eh a v i n gt h ed e s i r e dc h a r a c t e r i s t i c so fa c c d e cc a nb ee 幣c i e n t l yg e n e r a t e db yu s i n gt h e s et o e m c i e n t s B u tf o rl o n ga n ds h o r td i s t a n c e s t h es a m ea c e d e ci n t e r v a l sa r es e l e c t e d ；t h ee 幣c i e n tv e l o c i t yp r o f i l ec a n n o tb e c a l c u l a t e df o rt h ev a r i e dd i s t a n c em o v e m e n t s ( J e o na n dH a ，2 0 0 0 ) T h i sp a p e ri so r g a n i z e da sf o l l o w s S e c t i o n2p r o p o s e sac u b i cp o l y n o m i a la c e d e cc o n t r o lm o d e lf o rh i g hs p e e dN Cm a c h i n i n g B a s e do nt h ed i s c r e t ec h a r a c t e r i s t i co ft h ed a t as a m p l i n gi n t e r p o l a t i o n ，t h ec u b i cp o l y n o m i a la c c d e cc o n t r o ld i s c r e t em a t h e -m a t i c a lm o d e li ss e tu pi nS e c t i o n3 T h ea d a p t i v ea c e d e cc o n t r o la l g o r i t h mf o rp r e d e t e r m i n i n gt h ed e c e l e r a t i o np o i n to fa r b i t r a r yr o u t es e g m e n ti sd e d u c e di nS e c t i o n4 E x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r ep r e s e n t e di nS e c t i o n5 a n dc o n c l u s i o n sa r es u m m a r i z e di nS e c t i o n6 s t r u t t e db yt h ec u b i cp o l y n o m i a l ，3 5 9y ( 甜) = ( q + 2 a 2 u + 3 a 3 u 2 + 4 a 4 u 3 ) f m ( 1 )I ti sa s s u m e dt h a tt mi st h ea c c e l e r a t i n go rd e c e l e r a t i n gd u r a t i o nt i m e w h i c hi st a k e na ss y n c h r o n i z e dm o t i o na x e st oa c c e l e r a t eo rd e c e l e r a t ef r o mt h eb e g i n n i n gs p e e dt ot h ee n ds p e e d ，妒t t m ，f O ，t m T h eo t h e rk i n e t i cc h a r a c t e r i s t i cc u r v e so fa c c e l -e r a t i o na n di e r kc a nb eo b t a i n e db yd i f f e r e n t i a t i n gt h ef e e d r a t ec u r v e ，A ( u ) 撕= ( 2 a 2 + 6 a s U + 12 a 4 6 a s2 4 a 4 u ) t ：鏟。( 2 )【，( “) = (+A g a i n ，i n t e g r a t i n gE q ( 1 ) w i t hr e s p e c tt ot i m ey i e l d st h ed i s p l a c e m e n tc u r v ef u n c t i o na s ，S ( z f ) = a 0 + a I + a 2 u 2 + a 3 u 3 + a 4 u 4 ( 3 )T h eb o u n d a r yc o n d i t i o n sa r e ，s ( 0 ) = 0 ，v ( o ) = K ，礦( 1 ) = 圪，A ( O ) = A ( 1 ) = 0 ，w h e r eKa n d 圪s t a n df o rt h eb e g i n n i n gs p e e di na c es t a g e ( o rd e cs t a g e ) a n dt h ee n ds p e e d T h e nt h ec u r v i l i n e a rf u n c t i o n sa r ed e r i v e da s ，( “) = 6 ( 圪一K ) ( 1 2 - ) 4 ，彳(u)=：6K(V+,3-(KV,)一(uK-)甜u：2)+t2m(,V(uK 一圪) 材，( 4 ) = K + 3 ( K K 咖2 + 2 ( K 一圪弦，s ( “) = t m K U + ( 圪一V 。) t m U 3 + 0 5 ( K - - V o ) t m U 4 C U B I CP O L Y N O M I A LA C C D E CC O N T R O Le q u a l F t o r o m t h e E 孟q & i m u m u a c = 0 c e 5 l e r a t h t e i o a n c 彳c e m l 瓤e r a T t i h o e n nf m ：a i n s( 4 ) ，l e t，彳( “)M O D E Lb ed e d u c e da s ，T om e e tt h en e e do fh i g hs p e e dm a c h i n i n g ，t h ef e e d r a t em u s tb ec h a n g e ds m o o t h l ya n dt h ea c c e l e r a t i o nm u s tb ec o n t i n u o u s T h eb o u n d a r yc o n d i t i o n sa r e ：( 1 ) t h ed i s p l a c e m e n ta tt h eb e g i n n i n gt i m ei s0 ；( 2 )b o t ht h eb e g i n n i n gs p e e da n dt h ee n ds p e e da r et h es a m ea sr e q u i r e d ；( 3 ) t h ea c c e l e r a t i o n sb o t ha tt h eb e g i n n i n gt i m ea n dt h ee n dt i m ea r e0 T h ea c c d e cf e e d r a t ec u r v e 如n c t i o ni sc o n t m = 3K KI “2 4 。) = n T ( 5 )玎i sar e a ln u m b e r , d e n o t i n gt h et h e o r e t i c a lt i m e so ft h et h e o r e t i c a lr u n n i n gt i m et mt oi n t e r p o l a t i o np e r i o dTw h e nd e c e l e r a t i n g ( o ra c c e l e r a t i n g ) f r o mKt o W h e nt = t m ，t h et h e o r e t i c a la c c e l e r a t i o n ( o rd e -c e l e r a t i o n ) l e n g t hS li so b t a i n e df r o mE q ( 4 ) a s ， 萬(wàn)方數(shù)據(jù)L e n ge ta 1 JZ h e j i a n gU n i vS c i A2 0 0 89 3 ) ：3 5 8 - 3 6 5墨= ( 圪+ V 。) t m 2 = 3 lK 2 一曙I I ( 4 A 。) T h er e l a t i o no fs p e e d ( 叻，a c c e l e r a t i o n0 ) a n dj e r k i se x p r e s s e da ss h o w ni nF i g 1 F r o mF i g 1 ，i nt h ec u b i cp o l y n o m i a la c e d e cc o n t r o lm o d e l t h ea c c e l e r a t i o ni Sc o n s e c u t i v e 。w h i c ha v o i d st h eO c c u r -r e n c eo fi n t e n s ev i b r a t i o ni nh i g hs p e e dm a c h i n i n g T h ec a l c u l a t i o n so fj e r k ，a c c e l e r a t i o n ，s p e e da n dd i s p l a c e m e n ti nv a r y i n gs p e e dp r o c e s sa r es i m p l ea n de a s yt or e a l i z e b e c a u s eo ff e Wf o u rf u n d a m e n t a lo p e r a t i o n s 礦匕二上二金一p # 毒三 7l一一F i g 1S p e e d ( ，a c c e l e r a t i o n 似) a n dj e r k ( J ) o f t h ec u b i cp o l y n o m i a la c c d e cc o n t r o lm o d e lC U B I CP O L Y N O M I A LA C C D E CC O N T R O LD I S C R E T EM O D E LC h a r a c t e r i s t i c so f d a t as a m p l i n gi n t e r p o l a t i o nT h ec o n t r o l l i n gw i t hd a t as a m p l i n gi n t e r p o l a t i o ni sat y p eo fd i s c r e t ec o n t r o l l i n gm o d e T h ed a t as a m p i i n gi n t e r p o l a t i o ni sb a s e do na p p r o x i m a t i n gac u r v ew i t hs t r a i g h t l i n es e g m e n t s ，w h o s el e n g t h sa r ep r o -p o r t i o n a lt ot h el o c a la x i a lp l a n n e dv e l o c i t i e s T h ea c e d e cc o n 仃O la l g o r i t h mi Sp e r f o r m e do nt h ed e s i r e df e e d r a t ec o m m a n d 礦f i r s t l y T h e nt h ef e e d r a t ec o r n m a n dV ( a f t e ra c e d e cc o n t r o la l g o r i t h m ) i ss e n tt ot h ei n t e r p o l a t o rt oc o m p u t et h et r a v e l i n gd i s t a n e ec o m p o n e n tf o re a c ha x i si nt h eC a r t e s i a nc o o r d i n a t e s ( KYa n d 刁T h et r a v e l i n gd i s t a n c ec o m p o n e n t s Z厶Ya n d 覘a l o n gt h eX Ya n dZa x e sa r et r a n s m i t t e dt ot h em o t i o nc o n t r o lr o u t i n e 邪p o s i t i o nc o m m a n d st ot h ep o s i t i o nc o n t r o ll o o pf o rt h ed e s i r e dm a c h i n i n gf i n a l l y W h e nd a t as a m p l i n gi n t e r p o l a t i o ni su s e di np o -s i t i o nc o n t r 0 1 i ti St h ec o n d i t i o nt Om a k es u r et h a te v e r ys y n c h r o n i z e dm o t i o na x i sr e a c h e st h ed e s t i n a -t i o ns i m u l t a n e o u s l ya n dt h e i rm o v e m e n ti Sc o n t i n u o u sS Ot h a te a c ha x i sr u n n i n gt i m eti sj u s ti n t e g r a lt i m e st h a to f t h ei n t e r p o l a t i o np e r i o d 互i e t i m ep a r t i t i o n i n gr u l e T h i sc o n d i t i o nc a nb er e a l i z e db ya d j u s t i n gt h ec o m m a n df e e d r a t eo fe a c hs y n c h r o n i z e dm o t i o na x i s( i e a c c e l e r a t i n go rd e c e l e r a t i n g ) ( G u oe ta 1 ，2 0 0 3 ) T h r o u g ht h ea b o v ea n a l y s e s ns h o u l db ea ni n t e g e r S e tNa st h em i n i m u mi n t e g e rn o ts m a l l e rt h a n玎N = c e i l ( n ) N n R e p l a c i n gt h er e a ln u m b e r ，1w i t ht h ei n t e g e rNi nE q ( 5 ) y i e l d s ，= 3 I K KI ( 2 4 。) = N T ( 6 )C o n s t r u c t i o no fd i s c r e t em o d e lG i v e na n yc u r v eg i v e nb yt h ef u n c t i o ny = f l t ) ，t h ei n t e r v a l 【t o ，糾i sd i v i d e di n t oNd i v i s i o n s P i c k i n gt h el e f te n d p o i n t st od e t e r m i n et h eh e i g h t si ss h o w ni nF i g 2 a ；t h ea p p r o x i m a t ea r e au n d e r 少鋇Do nt h ei n t e r v a l t o ，明i s ，r 兒燦嘻小娟棚孚) 孚Ot ot lt 2r 卜l ，l 肛lt MtOt ot lt 2缸lnt # - l t utF i g 2I m p l e m e n tc u r v eo f J f t ) ( a ) L e f te n d p o i n t su s e df o rt h eh e i g h t so fr e c t a n g l e s ；( b ) R i g h te n d p o i n t su s e df o rt h eh e i g h t so fr e c t a n g l e s 萬(wàn)方數(shù)據(jù)L e n ge ta 1 JZ h e j i a n gU n i vS c i A2 0 0 89 f 3 J ：3 5 8 - 3 6 5T h i sw a yo fa p p r o x i m a t i n gt h ea r e au n d e rt h ec u r v ei sc a l l e dt h el e f ts u mm e t h o d C h o o s i n gt h ef i g h te n d p o i n t st od e t e r m i n et h eh e i g h t si ss h o w ni nF i g 2 b ；t h ea p p r o x i m a t ea r e au n d e r 尸砜f ) o nt h ei n t e r v a l t o ，明i s ，I j 刪，喜小+ z 可t N - - t o 警T h i sw a yo fa p p r o x i m a t i n gt h ea r e au n d e rt h ec u r v ei sc a l l e dt h er i g h ts u mm e t h o d S u p p o s et h a tt h es l o p eo fi e r ki SK sa n di n i t i a lv a l u e so fj e r k , a c c e l e r a t i o n ，s p e e da n dd i s p l a c e m e n ta r eJ o ，A o ，g oa n dS o ，r e s p e c t i v e l y T h ed i s c r e t em o d e lo f j e r kc u r v e ，i m p l e m e n t e db yI e f ts u mm e t h o d ，i S 。J ( i T ) = 厶+ 0 ( f 一1 ) T ，1 i N ( 7 )T h ed i s c r e t em o d e l so fa c c e l e r a t i o n ，s p e e da n dd i s p l a c e m e n tc u r v e ，r e a l i z e db yr i g h ts u mm e t h o d ，a r e ，iA ( i T ) = 4 0 + ，( 7 ) r ，I i N + I ，= 1I礦( f 丁) = V o + A ( j T ) T ，j = l，s ( f r ) = s o + V ( j T ) T ，j = l1 i N 1 f 3 6 1州恥器一嘉N ( N 齋：、( + 1 ) ( + 2 ) r 2+ 1 ) ( + 2 ) r 2 l f NT h ed i s c r e t em o d e l so fa c c e l e r a t i o n ，s p e e da n dd i s p l a c e m e n tc u r v e ，i m p l e m e n t e db yr i g h ts u mm e t h o d ，a r e ，彳( f r ) ：墜竺二竺! f 一篁蘭二竺2f ：，、N ( N + 2 ) TN ( N + 1 ) ( + 2 ) 丁71 i N + 1 ；y c z r ，= K + ；孑糕z + i 揣r 2一j 噪f 3 ，l i N ；N ( N + 1 ) ( + 2 ) S(fn：(N3+3N2-1)V+(2N+1)Ve乃、7N ( N + 1 ) ( + 2 )+ ! 竺二竺! 墮絲1 2T i 2 4 ! 竺二竺2 1 絲二! ! 乃，2 N ( N + 1 ) ( + 2 )N ( N + 1 ) ( + 2 )一旦熹忑鞏l i ，t h er o u t es e g m e n ti st h ed e c e l e r a t i o ns t a g e F r o mE q ( 10 ) ，t h ed i s c r e t ee x p r e s s i o no ft h em a x i m u md e c e l e r a t i o nl e n g t hS 1c a nb ec o m p u t e d I fS 1 冼，t h ee n df e e d r a t e c a n n o tb er e a c h e da tt h ee n dp o i n t w h e r eLi St h el e n g t ho ft h er o u t es e g m e n t F o rt h ed e c e l e r a t i o ns t a g e t h et h e o r e t i c a ld e c e l e r a t i o np o i n ts h o u l db ec a l c u l a t e db e f o r e h a n d ，o t h e r w i s eo v e r s h o o tw o u l dr e s u l t L e tS t = 厶I S = ( 一1 ) K r 2 + ( N + 1 ) V E T 2 = L ，【t m = 3 ( , 一K ) ( 2 4 。) = N T T h e n ，t h ev a l u eo fNc a nb ec o m p u t e d ，a n dt h eb e g i n n i n gs p e e dKi sm o d i f i e da s ，礦：2 L - ( N + I ) V e T 1( 一1 ) 丁T h ed i s c r e t em o d e lo ft h ed e c e l e r a t i o nc u r v ei se x p r e s s e da s ，咿) = t + 麗( V e - 而V s ) ( j 3 麗N + 2 ) f + 麗3 + ( V 1 e ) ( - K + ) 2 ) f 2一揣f 3 砂N( + 1 ) ( + 2 ) 7I f 圪 圪，t h er o u t es e g m e n ti St h ea c c e l e r a t i o ns t a g e F r o mE q ( 10 ) ，t h ed i s c r e t ee x p r e s s i o no ft h em a x i m u ma c c e l e r a t i o nl e n g t hS Ic a nb ec a l c u l a t e d I fS l ，t h ee n ds p e e d 圪a l s oc a n n o tb ea c h i e v e d T h ev a l u eo fMc a nb ec a l c u l a t e da n dt h ee n ds p e e dZ ei Sm o d i f i e da sd e s c r i b e da b o v e ，y ：2 L - ( M - 1 ) V J e( M + 1 ) TT h ed i s c r e t em o d e lo ft h ea c c e l e r a t i o nc u r v ei se x p r e s s e da s ，礦( f 丁) ：K + ! 蘭二型! 絲坐+ 型二竺2f ：、75M ( M + 1 ) ( M + 2 )( M + 1 ) ( M + 2 )一而2(vo麗-v,)M(Mf 3 ，1 f M + 1 ) ( M + 2 ) B o t ha c e d e cs t a g e se x i s tW h e nb o t ha c e d e cs t a g e se x i s t ，t h em i n i m u ml e n g t h 品i so b t a i n e df r o mE q ( 1 1 ) S u p p o s et h a t i st h ea c t u a lm a x i m u ms p e e do ft h er o u t es e g m e n t C o m b i n a t i o no fE q s ( 6 ) a n d ( 11 ) y i e l d s! ! 垡二塑：M T 2 4 I l a x塹垡二型：胛2 釓吉( M + ) k 丁+ 三( M - 1 ) K 丁+ 丟( + 1 ) K 丁= 工 萬(wàn)方數(shù)據(jù)L e n ge ta 1 JZ h e j i a n gU n i vS c i A2 0 0 89 r 3 J ：3 5 8 - 3 6 5T h e n ，v a l u e so fM ，N ，V m xc a nb ec o m p u t e d T h ei n t e r p o l a t i o na l g o r i t h mi su s e di nt h i sp a p e r d i s c r e t em o d e lo ft h ea c c e l e r a t i o nc u r v ei se x p r e s s e da S E X P E R I M E 】N T A LI t E S U 【T Sy ( f n ：形+ ! 垡二型! 絲塑f + 塹垡二竺! f ：、75M ( M + 1 ) ( M + 2 )( A ，+ 1 ) ( M + 2 )一麗2 而( V m “麗- K 麗) f MM ( M + 1 ) ( M + 2 ) 7T h ed i s c r e t em o d e lo ft h ed e c e l e r a t i o nc u r v ei se x p r e s s e da s ，y o 丁) = + 墅凳 云鬻f + i 兩3 ( i V _ e 麗- - V m “) r 2一而2 ( 雨V e - ；兩V m ) 酉3 ，1 f ( + 1 ) ( + 2 ) 7B a s e do nt h ea b o v e m e n t i o n e dm o d e l ，t h ed a t as a m p l i n gp a r a m e t r i ci n t e r p o l a t o ri sa d o p t e di nt h es o f t w a r et oi m p l e m e n ti nt h eC N Ce x p e r i m e n t a ls y s t e n _ l - w h o s ec o n t r o ls y s t e mi sb a s e do nt h es t e pm o t o rs y s t e m ，w h i c hi saf r a m e w o r ko ft h eP C - N Cs y s t e ma n