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机器人集成关节执行器与多指灵巧手永磁伺服电机系统的优化设计及控制
本研究聚焦机器人集成关节执行器与多指灵巧手永磁伺服电机系统的协同优化设计与高性能控制，旨在突破高功率密度、低转矩脉动及快速动态响应等关键技术瓶颈。具体研究内容包括：①针对集成关节执行器，建立电磁-热-机械多物理场耦合模型，采用非均匀气隙与分段斜极转子结构优化转矩密度，结合多目标粒子群算法对极槽配合、绕组拓扑及磁钢参数进行全局寻优，以抑制齿槽转矩并提升效率；②面向多指灵巧手各关节独立驱动需求，设计扁平化、低惯量永磁伺服电机，考虑手指空间约束与负载突变工况，提出基于磁场调制原理的绕组重构策略，实现宽调速范围下的力矩平稳输出；③构建执行器-灵巧手一体化动态模型，引入自适应反步滑模控制算法，融合前馈补偿与扰动观测器，以补偿非线性摩擦与负载扰动，提高位置/力混合控制精度；④搭建硬件在环实验平台，验证优化方案在抓取操作中的动态响应与鲁棒性。研究成果将为高集成度机器人末端执行系统的工程应用提供理论支撑与技术参考。
